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1 绪 第 一 节 论 微 生 物 微 生 物 (microorganism) 是 存 在 于 自 然 界 的 一 大 群 体 形 微 小 结 构 简 单 肉 眼 直 接 看 不 见, 必 须 籍 助 光 学 显 微 镜 或 电 子 显 微 镜 放 大 数 百 倍 数 千 倍, 甚 至 数 万 倍 才 能 观 察 到 的 微 小 生 物 微 生 物 的 种 类 与 分 布 微 生 物 的 种 类 繁 多, 在 数 十 万 种 以 上 按 其 大 小 结 构 组 成 等, 可 分 为 三 大 类 1. 非 细 胞 型 微 生 物 是 最 小 的 一 类 微 生 物 无 典 型 的 细 胞 结 构, 无 产 生 能 量 的 酶 系 统, 只 能 在 活 细 胞 内 生 长 增 殖 核 酸 类 型 为 DNA 或 RNA, 两 者 不 同 时 存 在 病 毒 属 之 2. 原 核 细 胞 型 微 生 物 这 类 微 生 物 的 原 始 核 呈 环 状 裸 DNA 团 块 结 构, 无 核 膜 核 仁 细 胞 器 很 不 完 善, 只 有 核 糖 体 DNA 和 RNA 同 时 存 在 这 类 微 生 物 众 多, 有 细 菌 支 原 体 衣 原 体 立 克 次 体 螺 旋 体 和 放 线 菌 后 五 类 的 结 构 和 组 成 与 细 菌 接 近, 故 从 分 类 学 观 点, 将 它 们 列 入 广 义 的 细 菌 范 畴 3. 真 核 细 胞 型 微 生 物 细 胞 核 分 化 程 度 高, 有 核 膜 和 核 仁 细 胞 器 完 整 真 菌 属 此 类 微 生 物 在 自 然 界 的 分 布 极 为 广 泛 江 河 湖 泊 海 洋 土 壤 矿 层 空 气 等 都 有 数 量 不 等, 种 类 不 一 的 微 生 物 存 在 其 中 以 土 壤 中 的 微 生 物 最 多, 例 如 1g 肥 沃 土 壤 可 有 几 亿 到 几 十 亿 个 在 人 类 动 物 和 植 物 的 体 表, 以 及 与 外 界 相 通 的 人 类 和 动 物 的 呼 吸 道 消 化 道 等 腔 道 中, 亦 有 大 量 的 微 生 物 存 在 微 生 物 与 人 类 的 关 系 绝 大 多 数 微 生 物 对 人 类 和 动 植 物 是 有 益 的, 而 且 有 些 是 必 需 的 自 然 界 中 N C S 等 元 素 的 循 环 要 靠 有 关 的 微 生 物 的 代 谢 活 动 来 进 行 例 如 土 壤 中 的 微 生 物 能 将 死 亡 动 植 物 的 有 机 氮 化 物 转 化 为 无 机 氮 化 物, 以 供 植 物 生 长 的 需 要, 而 植 物 又 为 人 类 和 动 物 所 食 用 此 外, 空 气 中 的 大 量 游 离 氮, 也 只 有 依 靠 固 氮 菌 等 作 用 后 才 能 被 植 物 吸 收 因 此, 没 有 微 生 物, 植 物 就 不 能 进 行 代 谢, 人 类 和 动 物 也 将 难 以 生 存 在 农 业 方 面, 也 可 以 应 用 微 生 物 制 造 菌 肥 植 物 生 长 激 素 等 ; 也 可 利 用 微 生 物 感 染 昆 虫 这 一 自 然 现 象 来 杀 死 害 虫 例 如 苏 云 金 杆 菌 能 在 一 些 农 作 物 害 虫 的 肠 腔 中 生 长 繁 殖 并 分 泌 毒 素, 导 致 寄 生 昆 虫 的 死 亡 这 样, 开 辟 了 以 菌 造 肥 以 菌 1

2 催 长 以 菌 防 病 以 菌 治 病 等 农 业 增 产 新 途 径, 为 人 类 创 造 物 质 财 富 在 工 业 方 面, 微 生 物 应 用 于 食 品 皮 革 纺 织 石 油 化 工 冶 金 等 行 业 日 趋 广 泛 例 如 采 用 盐 酸 水 解 法 生 产 1 吨 味 精 需 要 小 麦 30 吨, 现 改 用 微 生 物 发 酵 法 只 需 薯 粉 3 吨 既 降 低 生 产 成 本, 又 大 大 节 约 细 粮 又 如 在 炼 油 工 业 中, 利 用 多 种 能 以 石 油 为 原 料 的 微 生 物 进 行 石 油 脱 蜡, 可 以 提 高 石 油 的 质 量 和 产 量 在 医 药 工 业 方 面, 有 许 多 抗 生 素 是 微 生 物 的 代 谢 产 物 也 可 选 用 微 生 物 来 制 造 一 些 维 生 素 辅 酶 ATP 等 药 物 此 外, 在 污 水 处 理 方 面, 利 用 微 生 物 降 解 有 机 磷 氰 化 物 等 亦 有 良 好 效 果 近 年 来, 随 着 分 子 生 物 学 的 发 展, 微 生 物 在 基 因 工 程 技 术 中 的 作 用 更 显 辉 煌 不 仅 提 供 了 必 不 可 少 的 多 种 工 具 酶 和 载 体 系 统, 更 可 人 为 地 定 向 创 建 有 益 的 工 程 菌 新 品 种, 能 在 无 污 染 自 然 环 境 中 制 造 出 多 样 大 量 的 人 类 必 需 品 正 常 情 况 下, 寄 生 在 人 类 和 动 物 口 鼻 咽 部 和 消 化 道 的 中 微 生 物 是 无 害 的, 且 有 的 尚 能 拮 抗 病 原 微 生 物 再 则, 定 植 在 肠 道 中 的 大 肠 埃 希 菌 等 还 能 向 宿 主 提 供 必 需 的 硫 胺 素 核 黄 素 烟 酸 维 生 素 B 12 维 生 素 K 和 多 种 氨 基 酸 等 营 养 物 质 又 牛 羊 等 反 刍 动 物 的 胃, 因 有 分 解 纤 维 素 的 微 生 物 定 植, 才 能 利 用 草 饲 料 作 为 营 养 物 质 有 少 数 微 生 物 能 引 起 人 类 和 动 物 植 物 的 病 害, 这 些 具 有 致 病 性 的 微 生 物 称 为 病 原 微 生 物 它 们 分 别 引 起 人 类 的 伤 寒 痢 疾 结 核 破 伤 风 麻 疹 脊 髓 灰 质 炎 肝 炎 艾 滋 病 (AIDS) 等 ; 禽 兽 的 鸡 霍 乱 鸭 瘟 牛 炭 疽 猪 气 喘 等 ; 以 及 农 作 物 的 水 稻 白 叶 枯 病 小 麦 赤 霉 病 大 豆 病 毒 病 等 有 些 微 生 物, 在 正 常 情 况 下 不 致 病, 只 是 在 特 定 情 况 下 导 致 疾 病, 这 类 微 生 物 称 为 条 件 致 病 微 生 物 例 如 一 般 大 肠 埃 希 菌 在 肠 道 不 致 病, 在 泌 尿 道 或 腹 腔 中 就 引 起 感 染 此 外, 有 些 微 生 物 的 破 坏 性 还 表 现 在 使 工 业 产 品 农 副 产 品 和 生 活 用 品 的 腐 蚀 和 霉 烂 等 第 二 节 微 生 物 学 微 生 物 学 (microbiology) 是 生 命 科 学 的 一 个 重 要 分 支, 是 研 究 微 生 物 的 类 型 分 布 形 态 结 构 代 谢 生 长 繁 殖 遗 传 进 化, 以 及 与 人 类 动 物 植 物 等 相 互 关 系 的 一 门 科 学 微 生 物 学 工 作 者 的 任 务 是 将 对 人 类 有 益 的 微 生 物 用 于 2

3 生 产 实 际, 对 人 类 有 害 的 微 生 物 予 以 改 造 控 制 和 消 灭 ; 使 微 生 物 学 朝 向 人 类 需 要 的 方 向 发 展 微 生 物 学 随 着 研 究 范 围 的 日 益 广 泛 和 深 入, 又 形 成 了 许 多 分 支 着 重 研 究 微 生 物 学 基 础 的 有 普 通 微 生 物 学 微 生 物 分 类 学 微 生 物 生 理 学 微 生 物 生 态 学 微 生 物 遗 传 学 分 子 微 生 物 学 等 按 研 究 对 象 分 为 细 菌 学 病 毒 学 真 菌 学 等 在 应 用 领 域 中, 分 为 农 业 微 生 物 学 工 业 微 生 物 学 医 学 微 生 物 学 诊 断 微 生 物 学 兽 医 微 生 物 学 食 品 微 生 物 学 海 洋 微 生 物 学 石 油 微 生 物 学 土 壤 微 生 物 学 等 新 近 又 有 一 门 由 细 胞 生 物 学 与 微 生 物 学 融 合 的 细 胞 微 生 物 学 (cellular microbiology) 的 新 分 支 学 科 形 成 该 学 科 是 用 病 原 体 来 研 究 细 胞 生 物 学 问 题, 这 一 分 支 的 发 展 将 大 大 有 利 于 病 原 微 生 物 致 病 机 制 的 研 究 这 些 分 支 学 科 的 相 互 配 合 和 促 进, 使 整 个 微 生 物 学 不 断 的 全 面 的 向 纵 深 发 展 微 生 物 学 的 发 展 过 程 大 致 可 分 三 个 时 期 微 生 物 学 经 验 时 期 古 代 人 类 虽 未 观 察 到 具 体 的 微 生 物, 但 早 已 将 微 生 物 知 识 用 于 工 农 业 生 产 和 疾 病 防 治 之 中 公 元 前 两 千 多 年 前 的 夏 禹 时 代, 就 有 仪 狄 作 酒 的 记 载 北 魏 ( ) 贾 思 勰 齐 民 要 术 一 书 中, 详 细 记 载 了 制 醋 方 法 那 时 也 已 知 道 豆 类 的 发 酵 过 程, 从 而 制 成 了 酱 民 间 常 用 的 盐 腌 糖 渍 烟 熏 风 干 等 保 存 食 物 的 方 法, 实 际 上 都 是 防 止 食 物 因 微 生 物 生 长 繁 殖 而 腐 烂 变 质 的 有 效 措 施 11 世 纪 时, 北 宋 末 年 刘 真 人 就 有 肺 痨 由 虫 引 起 之 说 意 大 利 Fracastoro( ) 认 为 传 染 病 的 传 播 有 直 接 间 接 和 通 过 空 气 等 数 种 途 径 奥 地 利 Plenciz( ) 主 张 传 染 病 的 病 因 是 活 的 物 体, 每 种 传 染 病 由 独 特 的 活 物 体 所 引 起 18 世 纪 清 乾 隆 年 间, 我 国 师 道 南 在 天 愚 集 鼠 死 行 篇 中 写 道 : 东 死 鼠, 西 死 鼠, 人 见 死 鼠 如 见 虎, 鼠 死 不 几 日, 人 死 如 圻 堵, 昼 死 人 莫 问 数, 日 色 惨 淡 愁 云 护, 三 人 行 未 十 步 多, 忽 死 两 人 横 截 路 生 动 地 描 述 了 当 时 鼠 疫 猖 獗 流 行 的 可 怕 凄 惨 景 况, 同 时 也 正 确 地 指 出 了 鼠 疫 的 流 行 环 节 在 预 防 医 学 方 面, 我 国 自 古 以 来 就 有 将 水 煮 沸 后 饮 用 的 习 惯 明 李 时 珍 本 草 纲 目 中 指 出, 对 病 人 的 衣 服 蒸 过 再 穿 就 不 会 感 染 到 疾 病, 表 明 已 有 消 毒 的 记 载 3

4 古 代 人 早 已 认 识 到 天 花 是 一 种 烈 性 传 染 病, 一 旦 与 患 者 接 触, 几 乎 都 将 受 染, 且 死 亡 率 极 高 但 已 康 复 者 去 护 理 天 花 病 人, 则 不 会 再 得 天 花 这 种 免 得 瘟 疫 的 现 象, 是 免 疫 一 词 的 最 早 概 念 我 国 祖 先 在 这 个 现 象 的 启 发 下, 开 创 了 预 防 天 花 的 人 痘 接 种 法 大 量 古 书 表 明, 我 国 在 明 隆 庆 年 间 ( ), 人 痘 已 经 广 泛 使 用, 并 先 后 传 至 俄 国 朝 鲜 日 本 土 耳 其 英 国 等 国 家 人 痘 接 种 预 防 天 花 是 我 国 预 防 医 学 上 的 一 大 贡 献 实 验 微 生 物 学 时 期 1. 微 生 物 的 发 现 首 先 观 察 到 微 生 物 的 是 荷 兰 人 列 文 虎 克 (Antony van Leeuwenhoek, ) 他 于 1676 年 用 自 磨 镜 片, 创 制 了 一 架 能 放 大 266 倍 的 原 始 显 微 镜 检 查 了 污 水 齿 垢 粪 便 等, 发 现 许 多 肉 眼 看 不 见 的 微 小 生 物, 并 正 确 地 描 述 了 微 生 物 的 形 态 有 球 形 杆 状 和 螺 旋 样 等, 为 微 生 物 的 存 在 提 供 了 科 学 依 据 19 世 纪 60 年 代, 欧 洲 一 些 国 家 占 重 要 经 济 地 位 的 酿 酒 和 蚕 丝 工 业 分 别 发 生 酒 味 变 酸 和 蚕 病 流 行, 这 就 促 进 了 对 微 生 物 的 研 究 法 国 科 学 家 巴 斯 德 (Louis Pasteur, ) 首 先 实 验 证 明 有 机 物 质 发 酵 和 腐 败 是 由 微 生 物 引 起, 而 酒 类 变 质 是 因 污 染 了 杂 菌 所 致, 从 而 推 翻 了 当 时 盛 行 的 自 然 发 生 说 巴 斯 德 的 研 究, 开 始 了 微 生 物 的 生 理 学 时 代 人 们 认 识 到 不 同 微 生 物 间 不 仅 有 形 态 学 上 的 差 异, 在 生 理 学 特 性 方 面 亦 有 所 不 同, 进 一 步 肯 定 了 微 生 物 在 自 然 界 中 所 起 的 重 要 作 用 自 此, 微 生 物 学 成 为 一 门 独 立 学 科 巴 斯 德 为 防 止 酒 类 发 酵 成 醋 创 用 的 加 温 处 理 法, 就 是 至 今 仍 沿 用 于 酒 类 和 牛 奶 的 巴 氏 消 毒 法 在 巴 斯 德 的 影 响 下, 英 国 外 科 医 生 李 斯 特 (Joseph Lister, ) 创 用 石 炭 酸 喷 洒 手 术 室 和 煮 沸 手 术 用 具, 以 防 止 术 后 感 染, 为 防 腐 消 毒, 以 及 无 菌 操 作 奠 定 基 础 微 生 物 学 的 另 一 奠 基 人 是 德 国 学 者 郭 霍 (Robert Koch, ) 他 创 用 固 体 培 养 基, 使 有 可 能 将 细 菌 从 环 境 或 病 人 排 泄 物 等 标 本 中 分 离 成 为 纯 培 养, 利 于 对 各 种 细 菌 的 特 性 分 别 研 究 他 还 创 用 了 染 色 方 法 和 实 验 动 物 感 染, 为 发 现 多 种 传 染 病 的 病 原 菌 提 供 实 验 手 段 在 19 世 纪 的 最 后 20 年 中, 许 多 传 染 病 的 病 原 菌 如 炭 疽 芽 胞 杆 菌 伤 寒 沙 门 菌 结 核 分 枝 杆 菌 霍 乱 弧 菌 白 喉 棒 状 杆 菌 葡 萄 球 菌 破 伤 风 梭 菌 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 菌 鼠 疫 耶 氏 菌 肉 毒 梭 菌 痢 疾 志 贺 菌 4

5 等, 由 郭 霍 和 在 他 带 动 下 的 一 大 批 学 者 相 继 发 现 并 分 离 培 养 成 功 郭 霍 根 据 对 炭 疽 芽 胞 杆 菌 的 研 究, 提 出 了 著 名 的 郭 霍 法 则 ( Koch's postulates,1884) 认 为 :1 特 殊 的 病 原 菌 应 在 同 一 种 疾 病 中 查 见, 在 健 康 人 中 不 存 在 ;2 该 特 殊 病 原 菌 能 被 分 离 培 养 得 纯 种 ;3 该 纯 培 养 物 接 种 至 易 感 动 物, 能 产 生 同 样 病 症 ;4 自 人 工 感 染 的 实 验 动 物 体 内 能 重 新 分 离 得 该 病 原 菌 纯 培 养 郭 霍 法 则 在 鉴 定 一 种 新 病 原 体 时 确 有 重 要 的 指 导 意 义, 但 应 注 意 到 一 些 特 殊 情 况 例 如 表 面 看 来 似 很 健 康, 实 则 是 带 菌 者 ; 有 的 病 原 体 如 麻 风 分 枝 杆 菌 迄 今 尚 未 能 在 体 外 人 工 培 养 ; 亦 有 的 病 原 体 尚 未 发 现 有 易 感 动 物 等 等 另 一 方 面, 随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展, 新 病 原 体 的 确 定 尚 可 通 过 免 疫 学 方 法 检 测 患 者 血 清 中 的 特 异 性 抗 体, 以 及 分 子 生 物 学 技 术 鉴 定 靶 组 织 中 的 特 异 基 因 等 1892 年 俄 国 伊 凡 诺 夫 斯 基 (Ивановский ДИ) 发 现 了 第 一 个 病 毒 即 烟 草 花 叶 病 病 毒 1897 年 Loeffler 和 Frosch 发 现 动 物 口 蹄 疫 病 毒 对 人 致 病 的 病 毒 首 先 被 证 实 的 是 黄 热 病 病 毒 细 菌 病 毒 ( 噬 菌 体 ) 则 分 别 由 Twort (1915) 和 d'herelle(1917) 发 现 随 后 相 继 分 离 出 许 多 人 类 和 动 物 植 物 致 病 性 病 毒 2. 免 疫 学 的 兴 起 18 世 纪 末, 英 国 琴 纳 (Edward Jenner, ) 创 用 牛 痘 预 防 天 花, 为 预 防 医 学 开 辟 了 广 阔 途 径 随 后, 巴 斯 德 研 制 鸡 霍 乱 炭 疽 和 狂 犬 病 疫 苗 成 功 德 国 Behring 在 1891 年 用 含 白 喉 抗 毒 素 的 动 物 免 疫 血 清 成 功 地 治 愈 一 名 白 喉 女 孩, 此 为 第 一 个 被 动 免 疫 治 疗 的 病 例 自 此 引 起 科 学 家 们 从 血 清 中 寻 找 杀 菌 抗 毒 物 质, 导 致 血 清 学 的 发 展 免 疫 化 学 的 研 究, 始 自 Landsteiner(1910) 用 偶 氮 蛋 白 人 工 抗 原 研 究 抗 原 抗 体 反 应 的 特 异 性 化 学 基 团 Tiselius 和 Kabat(1938) 等 创 建 血 清 蛋 白 电 泳 技 术, 证 明 抗 体 活 性 存 在 于 血 清 的 丙 种 球 蛋 白 部 分 ; 其 后 又 建 立 了 分 离 纯 化 抗 体 球 蛋 白 方 法, 对 抗 体 的 理 化 性 质 有 了 进 一 步 的 了 解 人 们 对 感 染 免 疫 现 象 本 质 的 认 识 始 于 19 世 纪 末 当 时 有 两 种 不 同 的 学 术 观 点 一 派 以 俄 国 梅 契 尼 可 夫 (Мечников ИИ, ) 为 首 的 吞 噬 细 胞 学 说, 另 派 以 德 国 艾 利 希 (Paul Ehrlich, ) 为 代 表 的 体 液 抗 体 学 说 两 派 长 期 争 论 不 休 不 久,Wright 在 血 清 中 发 现 了 调 理 素 抗 体, 并 证 明 5

6 吞 噬 细 胞 的 作 用 在 体 液 抗 体 的 参 与 下 可 大 为 增 强, 两 种 免 疫 因 素 是 相 辅 相 成 的 从 而 统 一 了 两 学 说 间 的 矛 盾, 使 人 们 对 免 疫 机 制 的 认 识 可 有 一 个 较 全 面 的 观 点 澳 大 利 亚 学 者 Burnet 以 生 物 学 和 分 子 遗 传 学 的 发 展 为 基 础, 在 艾 利 希 侧 链 学 说 和 Jerne 等 天 然 抗 体 选 择 学 说, 以 及 人 工 耐 受 诱 导 成 功 的 启 发 下, 于 1958 年 提 出 了 关 于 抗 体 生 成 的 克 隆 选 择 学 说 该 学 说 的 基 本 观 点 是 将 机 体 的 免 疫 现 象 建 立 在 生 物 学 的 基 础 上, 它 不 仅 阐 明 了 抗 体 产 生 机 制, 同 时 也 可 对 抗 原 的 识 别 免 疫 记 忆 形 成 自 身 耐 受 建 立 和 自 身 免 疫 发 生 等 重 要 免 疫 生 物 学 现 象 作 出 解 答 这 样, 免 疫 学 跨 越 了 感 染 免 疫 的 范 畴, 逐 渐 形 成 生 物 医 学 (biomedicine) 中 的 一 门 新 学 科 3. 化 学 疗 剂 和 抗 生 素 的 发 明 首 先 合 成 化 学 疗 剂 的 是 艾 利 希 他 在 1910 年 合 成 治 疗 梅 毒 的 砷 凡 纳 明 ( 编 号 606), 后 又 合 成 新 砷 凡 纳 明 ( 编 号 914), 开 创 了 微 生 物 性 疾 病 的 化 学 治 疗 时 代 1935 年 Domagk 发 现 百 浪 多 息 (protosil) 可 以 治 疗 致 病 性 球 菌 感 染 后, 一 系 列 磺 胺 药 物 相 继 合 成, 广 泛 应 用 于 感 染 性 疾 病 的 治 疗 中 1929 年 Fleming 发 现 青 霉 菌 产 生 的 青 霉 素 能 抑 制 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 生 长 直 到 1940 年,Florey 等 将 青 霉 菌 的 培 养 液 予 以 提 纯, 才 获 得 可 供 临 床 使 用 的 青 霉 素 纯 品 青 霉 素 的 发 现, 鼓 舞 了 微 生 物 学 家 们 寻 找 发 掘 抗 生 素 的 热 潮, 于 是 链 霉 素 氯 霉 素 金 霉 素 土 霉 素 红 霉 素 等 等 相 继 发 现 使 许 多 由 细 菌 引 起 的 感 染 和 传 染 病 得 到 控 制 和 治 愈, 为 人 类 健 康 作 出 了 巨 大 贡 献 现 代 微 生 物 学 时 期 近 30 年 来, 随 着 化 学 物 理 学 生 物 化 学 遗 传 学 细 胞 生 物 学 免 疫 学 和 分 子 生 物 学 等 学 科 的 进 展, 电 子 显 微 镜 技 术 细 胞 培 养 组 织 化 学 标 记 技 术 核 酸 杂 交 色 谱 技 术 和 电 子 计 算 机 等 新 技 术 的 建 立 和 改 进, 微 生 物 学 得 到 极 为 迅 速 的 发 展 1. 新 病 原 微 生 物 的 发 现 自 1973 年 以 来, 新 发 现 的 病 原 微 生 物 已 有 30 多 种 其 中 主 要 的 有 军 团 菌, 幽 门 螺 杆 菌, 霍 乱 弧 菌 O139 血 清 群, 大 肠 埃 希 菌 O157: H7 血 清 型, 肺 类 衣 原 体, 伯 氏 疏 螺 旋 体, 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒, 人 类 疱 疹 病 毒 型, 丙 丁 戊 己 庚 型 肝 炎 病 毒, 汉 坦 病 毒, 轮 状 病 毒 等 年 间, 美 国 植 物 学 家 Diener 等 从 马 铃 薯 纺 锤 形 块 茎 病 中 发 现 一 种 不 具 有 蛋 白 质 组 分 的 RNA 致 病 因 子, 称 为 类 病 毒 (viroid). 后 来 在 研 究 类 病 6

7 毒 时 发 现 另 一 种 引 起 苜 蓿 等 植 物 病 害 的 拟 病 毒 (virusoid) 1983 年 有 关 国 际 会 议 将 这 些 微 生 物 统 称 为 亚 病 毒 (subvirus) 年, 美 国 科 学 家 Prusiner 从 感 染 羊 搔 痒 病 (scrapie) 的 鼠 脑 分 离 出 一 种 称 为 朊 粒 (prion) 的 传 染 性 蛋 白 因 子 该 因 子 只 含 蛋 白 质, 无 核 酸 组 分 引 起 海 绵 状 脑 病, 是 一 种 慢 性 进 行 性 致 死 性 中 枢 神 经 系 统 疾 病 朊 粒 所 致 疾 病, 动 物 中 除 羊 搔 痒 病 外, 有 牛 海 绵 状 脑 病 ( 俗 称 疯 牛 病 ), 貂 传 染 性 脑 炎 等 ; 人 类 中 有 库 鲁 (kuru) 病 克 - 雅 病 (Creutzfeldt-Jakob disease,cjd) 格 斯 综 合 征 (Gerstmann's syndrome,gss) 致 死 性 家 族 失 眠 症 (fatal familial insomnia, FFI) 等.prion 曾 译 为 朊 病 毒, 但 有 学 者 认 为 其 生 物 学 性 状 与 寻 常 病 毒 差 异 太 大, 不 宜 列 入 病 毒 范 畴. 因 而, 其 确 切 生 物 学 位 置 待 定. 2. 致 病 机 制 近 年 来, 分 子 生 物 学 技 术 的 介 入, 对 病 原 微 生 物 致 病 机 制 的 认 识 可 深 入 到 分 子 水 平 和 基 因 水 平. 迄 今 一 些 主 要 病 原 菌 的 外 毒 素 内 毒 素 侵 袭 性 蛋 白 粘 附 素 等, 病 毒 的 结 构 蛋 白 和 非 结 构 蛋 白 等 组 成 和 功 能, 以 及 相 应 的 编 码 基 因 和 调 控 基 因 有 所 了 解, 它 们 与 宿 主 间 的 相 互 关 系 亦 有 进 一 步 的 明 确. 这 些 都 有 助 于 为 诊 断 和 防 治 微 生 物 感 染 性 疾 病 设 计 更 有 效 措 施 提 供 新 的 科 学 依 据. 最 近, 和 人 类 基 因 组 计 划 相 呼 应, 病 原 微 生 物 的 基 因 组 计 划 已 提 到 议 事 日 程. 病 毒 基 因 组 的 结 构 和 功 能 分 析 早 已 处 于 领 先 地 位. 截 至 1998 年 9 月, 已 有 572 株 病 毒 进 行 了 全 基 因 测 序, 其 中 与 人 类 有 关 的 病 毒 占 76 株. 已 完 成 原 核 微 生 物 基 因 组 测 序 工 作 的 有 20 种, 其 中 属 医 学 微 生 物 的 有 流 感 嗜 血 杆 菌 幽 门 螺 杆 菌 结 核 分 枝 杆 菌 大 肠 埃 希 菌 肺 炎 支 原 体 生 殖 器 支 原 体 苍 白 密 螺 旋 体 和 伯 氏 疏 螺 旋 体. 病 原 微 生 物 基 因 组 序 列 测 定 的 重 大 意 义, 除 更 好 地 了 解 其 致 病 机 制 和 与 宿 主 的 相 互 关 系 外, 尚 能 发 现 更 灵 敏 特 异 的 致 病 分 子 标 记 作 为 诊 断 分 型 等 依 据 ; 为 临 床 筛 选 有 效 药 物 和 开 发 疫 苗 提 供 资 料 ; 为 对 人 类 相 关 基 因 功 能 的 认 识 和 探 讨 人 类 遗 传 性 疾 病 机 制 提 供 参 考 等 3. 诊 断 技 术 细 菌 的 鉴 定 和 分 类, 过 去 以 表 型 方 法 为 主, 现 则 侧 重 于 基 因 型 方 法 来 分 析 待 检 菌 的 遗 传 学 特 征. 后 法 包 括 DNA 的 G+C mol% 测 定 DNA DNA 杂 交 DNA rdna 杂 交 16SrRNA 寡 核 苷 酸 序 列 分 析 氨 基 酸 序 列 分 析 质 粒 分 析 基 因 转 移 和 重 组 基 因 探 针 多 聚 酶 链 反 应 (PCR) 限 制 性 片 段 长 度 多 态 性 (RFLP) 分 析 等. 这 些 分 子 生 物 学 技 术 在 分 类 新 种 鉴 定 和 流 行 病 学 中 尤 为 重 要. 例 如 现 已 7

8 普 遍 为 学 术 界 接 受 的 将 生 物 分 成 真 核 生 物 真 细 菌 和 古 细 菌 (Archaeobacteria) 三 个 域 (domain), 就 是 Woese 等 用 16SrRNA 寡 核 苷 酸 序 列 分 析 技 术, 获 得 了 大 量 原 核 生 物 和 真 核 生 物 的 序 列 谱 后 创 立 的. 临 床 微 生 物 学 检 验 中, 快 速 诊 断 方 法 发 展 较 快. 免 疫 荧 光 放 射 核 素 和 酶 联 (ELISA) 三 大 标 记 技 术 中, 以 ELISA 快 速 测 定 微 生 物 抗 原 技 术 较 为 普 遍. 放 射 核 素 标 记 因 有 辐 射 危 害, 已 逐 渐 为 地 高 辛 光 敏 生 物 素 等 非 放 射 性 物 质 标 记 所 替 代. 细 菌 检 验 中 的 微 量 化 和 自 动 化, 也 是 微 生 物 学 诊 断 中 的 发 展 方 向. 经 过 多 年 的 研 究 和 不 断 改 进, 常 规 的 临 床 细 菌 学 诊 断 已 可 由 系 列 的 试 剂 盒 商 品 成 套 供 应, 来 替 代 各 检 验 部 门 自 行 配 制 试 剂 手 工 操 作 等 缓 慢 和 繁 琐 状 态. 4. 防 治 措 施 针 对 灭 活 全 菌 体 疫 苗 接 种 后 普 遍 有 一 定 的 不 良 副 反 应 和 减 毒 活 疫 苗 株 不 易 获 得 ; 而 对 一 些 病 原 微 生 物 与 免 疫 防 御 有 关 的 组 分, 可 以 通 过 分 子 生 物 学 技 术 分 离 或 克 隆 入 无 害 载 体 近 年 来 肺 炎 链 球 菌 荚 膜 多 糖 疫 苗 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 荚 膜 多 糖 疫 苗 百 日 咳 血 凝 素 组 分 疫 苗 铜 绿 假 单 胞 菌 外 膜 蛋 白 疫 苗 伤 寒 沙 门 菌 Ty2la 疫 苗 乙 型 肝 炎 基 因 工 程 疫 苗 等 相 继 问 世.1993 年 Ulmer 等 开 创 的 核 酸 疫 苗 被 誉 为 疫 苗 学 的 新 纪 元, 具 有 广 阔 的 发 展 前 景. 多 种 抗 生 素 的 发 现 对 细 菌 性 感 染 的 防 治 起 着 极 大 作 用, 但 不 少 病 原 菌 的 单 元 和 多 重 耐 药 株 随 着 出 现, 使 治 疗 带 来 很 大 困 难. 经 过 科 研 人 员 的 努 力, 不 断 对 老 药 修 饰 改 造 和 新 抗 菌 药 物 的 研 制, 情 况 有 所 改 善, 但 仍 不 能 逆 转 耐 药 性 这 一 根 本 问 题. 抗 病 毒 和 真 菌 药 物, 也 很 少 有 突 破 性 进 展. 近 年 来, 应 用 生 物 工 程 产 生 大 批 量 干 扰 素 白 介 素 2 等 细 胞 因 子, 在 试 治 某 些 病 毒 性 疾 病 中, 取 得 一 定 效 果. 在 由 肠 道 菌 群 失 调 造 成 的 消 化 功 能 紊 乱 患 者, 微 生 态 制 剂 可 以 一 试. 第 三 节 医 学 微 生 物 学 医 学 微 生 物 学 (medical microbiology) 是 微 生 物 学 的 一 个 分 支, 是 一 门 基 础 医 学 课 程. 主 要 研 究 与 医 学 有 关 病 原 微 生 物 的 生 物 学 特 性 致 病 和 免 疫 机 制, 以 及 特 异 性 诊 断 防 治 措 施, 以 控 制 和 消 灭 感 染 性 疾 病 和 与 之 有 关 的 免 疫 损 伤 等 疾 病, 达 到 保 障 和 提 高 人 类 健 康 水 平 的 目 的. 根 据 医 学 微 生 物 学 的 系 统 性 和 教 学 上 的 循 序 渐 进 原 则, 本 课 程 分 为 细 菌 学 真 菌 学 和 病 毒 学 三 篇. 每 篇 内 容 包 括 总 论 和 各 论 两 个 部 分, 分 别 叙 述 原 核 微 生 物 8

9 真 核 微 生 物 和 非 细 胞 型 微 生 物 的 形 态 结 构 生 长 繁 殖 遗 传 变 异 等 生 物 学 特 性 病 原 微 生 物 和 宿 主 机 体 的 相 互 关 系, 以 及 微 生 物 学 检 查 法 和 防 治 原 则 支 原 体 衣 原 体 立 克 次 体 螺 旋 体 和 放 线 菌, 按 分 类 原 则 虽 列 入 细 菌 篇 中, 但 为 便 于 教 学, 它 们 仍 分 别 在 专 章 中 各 自 单 独 阐 述. 辛 亥 革 命 后, 我 国 仅 有 少 数 学 者 从 事 微 生 物 学 的 研 究, 并 取 得 一 定 成 就. 例 如 发 现 旱 獭 也 可 为 鼠 疫 耶 氏 菌 的 存 储 宿 主 ; 首 先 应 用 鸡 胚 培 养 立 克 次 体 等. 新 中 国 成 立 后, 较 快 地 消 灭 了 天 花 ; 鼠 疫 白 喉 脊 髓 灰 质 炎 新 生 儿 破 伤 风 等 得 到 了 控 制 ; 我 国 学 者 汤 飞 凡 等 首 先 成 功 地 分 离 出 沙 眼 衣 原 体 此 外,1959 年 国 内 分 离 出 麻 疹 病 毒, 成 功 地 制 成 减 毒 活 疫 苗, 很 快 地 控 制 了 麻 疹 的 流 行 ; 年 分 离 出 流 行 性 出 血 性 角 膜 结 膜 炎 的 病 原 体, 并 证 明 是 肠 道 病 毒 70 型. 近 30 年 来, 甲 乙 丙 戊 庚 型 肝 炎 病 毒 和 HIV 的 诊 断 方 法 已 建 立 并 广 泛 用 于 临 床 ; 甲 型 肝 炎 病 毒 已 分 离 培 养 建 株 成 功, 并 制 成 疫 苗 用 于 预 防 ; 流 行 性 出 血 热 的 病 因 学 和 流 行 病 学 研 究 已 进 入 世 界 前 列 ;EB 病 毒 和 鼻 咽 癌 间 发 现 有 密 切 联 系, 并 建 立 了 早 期 诊 断 方 法. 在 病 原 菌 方 面, 军 团 菌 幽 门 螺 杆 菌 伯 氏 疏 螺 旋 体 等 陆 续 分 离 成 功.ELISA 等 标 记 技 术 已 广 泛 应 用 于 实 际 ; 核 酸 杂 交 PCR 技 术 也 已 在 有 关 领 域 中 开 展. 至 于 我 国 特 有 的 中 医 中 药 对 防 治 某 些 微 生 物 感 染 的 研 究 长 期 持 续 不 断, 并 发 现 多 种 中 草 药 能 抑 制 或 杀 死 某 些 病 原 微 生 物. 在 医 学 微 生 物 学 领 域, 国 内 外 虽 都 取 得 不 小 成 绩, 但 距 离 控 制 和 消 灭 传 染 病 的 目 标 尚 存 在 颇 大 差 距 目 前, 由 病 原 微 生 物 引 起 的 多 种 传 染 病 仍 严 重 威 胁 人 类 的 健 康. 据 世 界 卫 生 组 织 (WHO) 报 道, 近 年 全 球 平 均 每 年 有 1700 多 万 人 死 于 传 染 病. 新 病 原 体 的 不 断 出 现, 造 成 新 的 ( 新 现,emerging) 传 染 病 ; 原 流 行 病 原 体 因 变 异 耐 药 等 重 新 流 行, 导 致 再 现 (reemerging) 传 染 病 为 病 死 的 主 要 原 因. 最 近 几 年 发 生 的 来 源 于 畜 禽 病 原 体 的 感 染 人 类 事 件, 值 得 人 们 警 惕 例 如 1996 年 日 本 爆 发 的 大 肠 埃 希 菌 O157:H7 食 物 中 毒, 发 病 1 万 余 人, 死 亡 11 例 ;1997 年 我 国 香 港 有 18 人 患 H5N1 型 禽 流 感 病 毒 感 染, 死 亡 4 人 ;1998 年 英 国 有 十 万 头 牛 患 牛 海 绵 状 脑 病 ( 疯 牛 病,BSE), 死 亡 十 万 余 头, 至 少 有 十 个 青 年 死 于 不 典 型 的 CJD, 据 调 查 他 ( 她 ) 们 都 有 进 食 牛 肉 史 鉴 于 迄 今 仍 有 一 些 感 染 性 疾 病 的 病 原 体 还 未 发 现 ; 有 些 病 原 体 的 致 病 和 免 疫 机 制 有 待 阐 明 ; 不 少 疾 病 尚 缺 乏 有 效 防 治 措 施. 因 此, 医 学 微 生 物 学 今 后 要 继 续 9

10 加 强 对 病 原 微 生 物 的 致 病 因 子 及 其 致 病 机 制 和 免 疫 机 制 的 研 究, 研 制 完 全 有 效 的 疫 苗 ; 运 用 分 子 生 物 学 和 免 疫 学 等 新 手 段, 创 建 特 异 灵 敏 快 速 简 便 的 诊 断 方 法 ; 深 入 研 究 微 生 物 的 耐 药 机 制, 探 讨 防 止 和 逆 转 耐 药 性 措 施, 并 积 极 开 发 抗 细 菌 真 菌 和 病 毒 的 新 型 药 物 等. 只 有 这 样 多 方 面 的 综 合 研 究, 才 能 使 医 学 微 生 物 学 和 有 关 学 科 在 共 同 努 力 下, 达 到 控 制 和 消 灭 危 害 人 类 健 康 的 感 染 性 疾 病 这 一 宏 ( 陆 德 源 刘 晶 星 ) 第 一 篇 第 1 章 细 菌 学 细 菌 的 形 态 与 结 构 细 菌 (bacterium) 是 属 原 核 生 物 界 (prokaryotae) 的 一 种 单 细 胞 微 生 物, 有 广 义 和 狭 义 两 种 范 畴 广 义 上 泛 指 各 类 原 核 细 胞 型 微 生 物, 包 括 细 菌 放 线 菌 支 原 体 衣 原 体 立 克 次 体 螺 旋 体 狭 义 上 则 专 指 其 中 数 量 最 大 种 类 最 多 具 有 典 型 代 表 性 的 细 菌, 是 本 章 讨 论 的 对 象 它 们 形 体 微 小, 结 构 简 单, 具 有 细 胞 壁 和 原 始 核 质, 无 核 仁 和 核 膜, 除 核 糖 体 外 无 其 他 细 胞 器 了 解 细 菌 的 形 态 和 结 构 对 研 究 细 菌 的 生 理 活 动 致 病 性 和 免 疫 性, 以 及 鉴 别 细 菌 诊 断 疾 病 和 防 治 细 菌 性 感 染 等 均 有 重 要 的 理 论 和 实 际 意 义 a 第 一 节 细 菌 的 大 小 与 形 态 观 察 细 菌 最 常 用 的 仪 器 是 光 学 显 微 镜, 其 大 小 可 以 用 测 微 尺 在 显 微 镜 下 进 行 测 量, 一 般 以 微 米 (μm) 为 单 位 不 同 种 类 的 细 菌 大 小 不 一, 同 一 种 细 菌 也 因 菌 龄 和 环 境 因 素 的 影 响 而 有 差 异 细 菌 按 其 外 形, 主 要 有 球 菌 杆 菌 和 螺 形 菌 三 大 类 ( 图 1-1) 图 1-1 球 菌 多 数 球 菌 (coccus) 直 径 在 1μm 左 右, 外 观 呈 圆 球 形 或 近 似 球 形 由 于 繁 殖 时 细 菌 分 裂 平 面 不 同 和 分 裂 后 菌 体 之 间 相 互 粘 附 程 度 不 一, 可 形 成 不 同 的 排 列 方 式, 这 对 一 些 球 菌 的 鉴 别 颇 有 意 义 1. 双 球 菌 (diplococcus) 在 一 个 平 面 上 分 裂, 分 裂 后 两 个 菌 体 成 对 排 列, 如 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 肺 炎 链 球 菌 2. 链 球 菌 (streptococcus) 在 一 个 平 面 上 分 裂, 分 裂 后 多 个 菌 体 粘 10

11 连 成 链 状, 如 乙 型 溶 血 性 链 球 菌 3. 葡 萄 球 菌 (staphylococcus) 在 多 个 不 规 则 的 平 面 上 分 裂, 分 裂 后 菌 体 无 一 定 规 则 地 粘 连 在 一 起 似 葡 萄 状, 如 金 黄 色 葡 萄 球 菌 4. 四 联 球 菌 (tetrads) 在 两 个 互 相 垂 直 的 平 面 上 分 裂, 分 裂 后 四 个 菌 体 粘 附 在 一 起 呈 正 方 形, 如 四 联 加 夫 基 菌 5. 八 叠 球 菌 (sarcina) 在 三 个 互 相 垂 直 的 平 面 上 分 裂, 分 裂 后 八 个 菌 体 粘 附 成 包 裹 状 立 方 体, 如 藤 黄 八 叠 球 菌 各 类 球 菌 在 标 本 或 培 养 物 中 除 上 述 的 典 型 排 列 方 式 外, 还 可 有 分 散 的 单 个 菌 体 存 在 杆 菌 不 同 杆 菌 (bacillus) 的 大 小 长 短 粗 细 很 不 一 致 大 的 杆 菌 如 炭 疽 芽 胞 杆 菌 长 3~10μm, 中 等 的 如 大 肠 埃 希 菌 长 2~3μm, 小 的 如 布 鲁 菌 长 仅 0.6~1.5μm 杆 菌 形 态 多 数 呈 直 杆 状, 也 有 的 菌 体 稍 弯 ; 多 数 呈 分 散 存 在, 也 有 的 呈 链 状 排 列, 称 为 链 杆 菌 (streptobacillus); 菌 体 两 端 大 多 呈 钝 圆 形, 少 数 两 端 平 齐 ( 如 炭 疽 芽 胞 杆 菌 ) 或 两 端 尖 细 ( 如 梭 杆 菌 ) 有 的 杆 菌 末 端 膨 大 成 棒 状, 称 为 棒 状 杆 菌 (corynebacterium); 有 的 菌 体 短 小, 近 于 椭 圆 形, 称 为 球 杆 菌 (coccobacillus); 有 的 常 呈 分 支 生 长 趋 势, 称 为 分 枝 杆 菌 (mycobacterium); 有 的 末 端 常 呈 分 叉 状, 称 为 双 歧 杆 菌 (bifidobacterium) 螺 形 菌 螺 形 菌 (spiral bacterium) 菌 体 弯 曲, 有 的 菌 体 长 2~3μm, 只 有 一 个 弯 曲, 呈 弧 形 或 逗 点 状 称 为 弧 菌 (vibrio), 如 霍 乱 弧 菌 ; 有 的 菌 体 长 3~6 μm, 有 数 个 弯 曲 称 为 螺 菌 (spirillum), 如 鼠 咬 热 螺 菌 ; 也 有 的 菌 体 细 长 弯 曲 呈 弧 形 或 螺 旋 形, 称 为 螺 杆 菌 (helicobacterium), 如 幽 门 螺 杆 菌 细 菌 的 形 态 受 温 度 ph 培 养 基 成 分 和 培 养 时 间 等 因 素 影 响 很 大 一 般 是 细 菌 在 适 宜 的 生 长 条 件 下 培 养 8~18d 时 形 态 比 较 典 型, 在 不 利 环 境 或 菌 龄 老 时 常 出 现 梨 形 气 球 状 和 丝 状 等 不 规 则 的 多 形 性 (polymorphism), 称 为 衰 退 型 (involution form) 因 此, 观 察 细 菌 的 大 小 和 形 态, 应 选 择 适 宜 生 长 条 件 下 的 对 数 期 为 宜 第 二 节 细 菌 的 结 构 11

12 细 菌 虽 小, 仍 具 有 一 定 的 细 胞 结 构 ( 图 1-2) 和 功 能 细 胞 壁 细 胞 膜 细 胞 质 和 核 质 等 各 种 细 菌 都 有, 是 细 菌 的 基 本 结 构 ; 荚 膜 鞭 毛 菌 毛 芽 胞 仅 某 些 细 菌 具 有, 为 其 特 殊 结 构 图 1-2 一 细 菌 的 基 本 结 构 细 胞 壁 细 胞 壁 (cell wall) 位 于 菌 细 胞 的 最 外 层, 包 绕 在 细 胞 膜 的 周 围 是 一 种 膜 状 结 构, 组 成 较 复 杂, 并 随 不 同 细 菌 而 异 用 革 兰 染 色 法 可 将 细 菌 分 为 两 大 类, 即 革 兰 阳 性 菌 和 革 兰 阴 性 菌 两 类 细 菌 细 胞 壁 的 共 有 组 分 为 肽 聚 糖, 但 各 自 有 其 特 殊 组 分 1. 肽 聚 糖 (peptidoglycan) 肽 聚 糖 是 一 类 复 杂 的 多 聚 体, 是 细 菌 细 胞 壁 中 的 主 要 组 分, 为 原 核 细 胞 所 特 有, 又 称 为 粘 肽 (mucopeptide) 糖 肽 (glycopeptide) 或 胞 壁 质 (murein) 革 兰 阳 性 菌 的 肽 聚 糖 由 聚 糖 骨 架 四 肽 侧 链 和 五 肽 交 联 桥 三 部 分 组 成 ( 图 1-3), 革 兰 阴 性 菌 的 肽 聚 糖 仅 由 聚 糖 骨 架 和 四 肽 侧 链 两 部 分 组 成 ( 图 1-4) 图 1-3 图 1-4 聚 糖 骨 架 由 N- 乙 酰 葡 糖 胺 (N-acetyl glucosamine) 和 N- 乙 酰 胞 壁 酸 (N-acetylmuramic acid) 交 替 间 隔 排 列, 经 β-1,4 糖 苷 键 联 结 而 成 各 种 细 菌 细 胞 壁 的 聚 糖 骨 架 均 相 同 四 肽 侧 链 的 组 成 和 联 结 方 式 随 菌 不 同 而 异 如 葡 萄 球 菌 ( 革 兰 阳 性 菌 ) 细 胞 壁 的 四 肽 侧 链 的 氨 基 酸 依 次 为 L- 丙 氨 酸 D- 谷 氨 酸 L- 赖 氨 酸 和 D- 丙 氨 酸 ; 第 三 位 的 L- 赖 氨 酸 通 过 由 五 个 甘 氨 酸 组 成 的 交 联 桥 连 接 到 相 邻 聚 糖 骨 架 四 肽 侧 链 末 端 的 D- 丙 氨 酸 上, 从 而 构 成 机 械 强 度 十 分 坚 韧 的 三 维 立 体 结 构 在 大 肠 埃 希 菌 ( 革 兰 阴 性 菌 ) 的 四 肽 侧 链 中, 第 三 位 氨 基 酸 是 二 氨 基 庚 二 酸 (diaminopimelic acid,dap), 并 由 DAP 与 相 邻 四 肽 侧 链 末 端 的 D- 丙 氨 酸 直 接 连 接, 没 有 五 肽 交 联 桥, 因 而 只 形 成 单 层 平 面 网 络 的 二 维 结 构 其 他 细 菌 的 四 肽 侧 链 中 第 三 位 氨 基 12

13 酸 变 化 最 大, 大 多 数 革 兰 阴 性 菌 为 DAP, 而 革 兰 阳 性 菌 可 以 是 DAP L- 赖 氨 酸 或 其 他 L- 氨 基 酸 2. 革 兰 阳 性 菌 细 胞 壁 特 殊 组 分 革 兰 阳 性 菌 的 细 胞 壁 较 厚 (20~ 80nm), 除 含 有 15~50 层 肽 聚 糖 结 构 外, 大 多 数 尚 含 有 大 量 的 磷 壁 酸 (teichoic acid), 少 数 是 磷 壁 醛 酸 (teichuroic acid), 约 占 细 胞 壁 干 重 的 50%( 图 1-5) 图 1-5 磷 壁 酸 是 由 核 糖 醇 (ribitol) 或 甘 油 残 基 经 磷 酸 二 酯 键 互 相 连 接 而 成 的 多 聚 物, 其 结 构 中 少 数 基 团 被 氨 基 酸 或 糖 所 取 代, 多 个 磷 壁 酸 分 子 组 成 长 链 穿 插 于 肽 聚 糖 层 中 按 其 结 合 部 位 不 同, 分 为 壁 磷 壁 酸 (wall teichoic acid) 和 膜 磷 壁 酸 (membrane teichoic acid) 两 种 前 者 的 一 端 通 过 磷 脂 与 肽 聚 糖 上 的 胞 壁 酸 共 价 结 合, 另 端 伸 出 细 胞 壁 游 离 于 外 膜 磷 壁 酸, 或 称 脂 磷 壁 酸 (lipoteichoic acid, LTA), 一 端 与 细 胞 膜 外 层 上 的 糖 脂 共 价 结 合, 另 端 穿 越 肽 聚 糖 层 伸 出 细 胞 壁 表 面 呈 游 离 状 态 磷 壁 醛 酸 与 磷 壁 酸 相 似, 仅 其 结 构 中 以 糖 醛 酸 代 替 磷 酸 此 外, 某 些 革 兰 阳 性 菌 细 胞 壁 表 面 尚 有 一 些 特 殊 的 表 面 蛋 白 质, 如 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 A 蛋 白, A 群 链 球 菌 的 M 蛋 白 等 3. 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 特 殊 组 分 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 较 薄 (10~15nm), 但 结 构 较 复 杂 除 含 有 1~2 层 的 肽 聚 糖 结 构 外, 尚 有 其 特 殊 组 分 外 膜 (outer membrane), 约 占 细 胞 壁 干 重 的 80%( 图 1-6) 图 1-6 外 膜 由 脂 蛋 白 脂 质 双 层 和 脂 多 糖 三 部 分 组 成 脂 蛋 白 位 于 肽 聚 糖 层 和 脂 质 双 层 之 间, 其 蛋 白 质 部 分 与 肽 聚 糖 侧 链 的 二 氨 基 庚 二 酸 相 连, 其 脂 质 成 分 与 脂 质 双 层 非 共 价 结 合, 使 外 膜 和 肽 聚 糖 层 构 成 一 个 整 体 脂 质 双 层 的 结 构 类 似 细 胞 膜, 双 层 内 镶 嵌 着 多 种 蛋 白 质 称 为 外 膜 蛋 白 (outer membrane protein,omp), 其 中 有 的 为 孔 蛋 白 (porin), 如 大 肠 杆 埃 希 的 OmpF OmpC, 允 许 水 溶 性 分 子 ( 分 子 量 600) 通 过 ; 有 的 为 诱 导 性 或 去 阻 遏 蛋 白 质, 参 与 特 殊 物 质 的 扩 散 过 程 ; 有 的 为 噬 菌 体 性 菌 毛 或 细 菌 素 的 受 体 由 脂 质 双 层 向 细 胞 外 伸 出 的 是 脂 多 糖 13

14 (lipopolysaccharide,lps) LPS 由 脂 质 A 核 心 多 糖 和 特 异 多 糖 三 部 分 组 成, 即 革 兰 阴 性 菌 的 内 毒 素 (endotoxin) (1) 脂 质 A(lipid A) 为 一 种 糖 磷 脂, 由 β1,6- 糖 苷 键 相 联 的 D- 氨 基 葡 萄 糖 双 糖 组 成 的 基 本 骨 架, 双 糖 骨 架 的 游 离 羟 基 和 氨 基 可 携 带 多 种 长 链 脂 肪 酸 和 磷 酸 基 团 不 同 种 属 细 菌 的 脂 质 A 骨 架 基 本 一 致, 其 主 要 差 别 是 脂 肪 酸 的 种 类 和 磷 酸 基 团 的 取 代 不 尽 相 同, 其 中 β- 羟 基 豆 蔻 酸 是 肠 道 菌 所 共 有 的 脂 质 A 是 内 毒 素 的 毒 性 和 生 物 学 活 性 的 主 要 组 分, 无 种 属 特 异 性, 故 不 同 细 菌 产 生 的 内 毒 素 的 毒 性 作 用 均 相 似 (2) 核 心 多 糖 (core polysaccharide) 位 于 脂 质 A 的 外 层, 由 己 糖 ( 葡 萄 糖 半 乳 糖 等 ) 庚 糖 2- 酮 基 -3- 脱 氧 辛 酸 (2-keto-3-deoxyoctonic acid,kdo) 磷 酸 乙 醇 胺 等 组 成 经 KDO 与 脂 质 A 共 价 联 结 核 心 多 糖 有 属 特 异 性, 同 一 属 细 菌 的 核 心 多 糖 相 同 (3) 特 异 多 糖 (specific polysaccharide) 是 脂 多 糖 的 最 外 层, 由 数 个 至 数 十 个 低 聚 糖 (3~5 个 单 糖 ) 重 复 单 位 所 构 成 的 多 糖 链 特 异 多 糖 即 革 兰 阴 性 菌 的 菌 体 抗 原 (O 抗 原 ), 具 有 种 特 异 性, 因 其 多 糖 中 单 糖 的 种 类 位 置 排 列 和 空 间 构 型 各 不 相 同 所 致 特 异 多 糖 的 缺 失, 细 菌 从 光 滑 (smooth,s) 型 变 为 粗 糙 (rough,r) 型 另 外, 少 数 革 兰 阴 性 菌 ( 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 淋 病 奈 瑟 菌 流 感 嗜 血 杆 菌 ) 的 LPS 结 构 不 典 型, 其 外 膜 糖 脂 含 有 短 链 分 枝 状 聚 糖 组 分 ( 与 粗 糙 型 肠 道 菌 的 LPS 相 似 ), 称 为 脂 寡 糖 (lipooligosaccharide,los) 它 与 哺 乳 动 物 细 胞 膜 的 鞘 糖 脂 成 分 非 常 相 似, 从 而 使 这 些 细 菌 逃 避 宿 主 免 疫 细 胞 的 识 别 LOS 作 为 重 要 的 毒 力 因 子 受 到 关 注 在 革 兰 阴 性 菌 的 细 胞 膜 和 外 膜 的 脂 质 双 层 之 间 有 一 空 隙, 约 占 细 胞 体 积 的 20%~40%, 称 为 周 浆 间 隙 (periplasmic space) 该 间 隙 含 有 多 种 蛋 白 酶 核 酸 酶 解 毒 酶 及 特 殊 结 合 蛋 白, 在 细 菌 获 得 营 养 解 除 有 害 物 质 毒 性 等 方 面 有 重 要 作 用 β- 内 酰 胺 抗 生 素 是 指 其 结 构 中 含 有 β- 内 酰 胺 环 的 一 类 抗 生 素, 包 括 青 霉 素 类 和 头 孢 菌 素 类, 由 于 其 抑 制 细 胞 壁 肽 聚 糖 的 合 成 而 达 到 杀 菌 作 用 细 菌 产 生 的 β- 内 酰 胺 酶 (β -lactamase, BLA) 可 以 特 异 性 地 打 开 药 物 分 子 结 构 中 的 β- 内 酰 胺 环, 使 其 完 全 失 去 活 性 一 般 是 革 兰 阳 性 菌 的 BLA 为 胞 外 酶, 革 兰 阴 性 菌 的 BLA 位 于 周 浆 间 隙 内,BLA 的 产 生 可 以 由 细 菌 染 色 体 编 码, 也 可 以 由 质 粒 编 码 20 世 纪 90 年 代 以 来, 应 用 Bush-Jocoby-Medeiros ( 简 称 Bush 法 ) 分 类 法, 即 根 据 该 酶 来 源, 分 子 生 物 学 特 征, 底 物 谱 和 抑 制 物 敏 感 性 等, 14

15 将 细 菌 的 BLA 分 为 四 大 类 近 年 来, 在 克 雷 伯 菌 大 肠 埃 希 菌 肠 杆 菌 等 革 兰 阴 性 菌 中 又 出 现 了 新 的 BLA 突 变 体, 扩 大 了 原 来 的 底 物 谱, 可 以 水 解 青 霉 素 类, 一 二 三 代 头 孢 菌 素 和 单 环 类 抗 生 素 ( 氨 曲 南 ), 称 其 为 超 广 谱 β- 内 酰 胺 酶 (extended spectrum β-lactamase, ESBL) β- 内 酰 胺 酶 介 导 的 耐 药 性 是 细 菌 耐 药 机 制 研 究 的 重 要 内 容, 也 是 抗 生 素 不 断 改 造 的 理 论 基 础 革 兰 阳 性 和 阴 性 菌 细 胞 壁 结 构 显 著 不 同 ( 表 1-1), 导 致 这 两 类 细 菌 在 染 色 性 抗 原 性 致 病 性 及 对 药 物 的 敏 感 性 等 方 面 的 很 大 差 异 表 1-1 革 兰 阳 性 菌 与 阴 性 菌 细 胞 壁 结 构 比 较 细 胞 壁 革 兰 阳 性 菌 革 兰 阴 性 菌 强 度 较 坚 韧 较 疏 松 厚 度 20 ~80nm 10~15nm 肽 聚 糖 层 数 可 多 达 50 层 1~2 层 肽 聚 糖 含 量 占 细 胞 壁 干 重 50%~80% 占 细 胞 壁 干 重 5%~20% 糖 类 含 量 约 45% 15%~20% 脂 类 含 量 1% ~ 4% 11%~22% 磷 壁 酸 + 外 膜 + 15

16 4. 细 胞 壁 的 功 能 细 菌 细 胞 壁 坚 韧 而 富 弹 性, 其 主 要 功 能 维 持 菌 体 固 有 的 形 态, 并 保 护 细 菌 抵 抗 低 渗 环 境 细 菌 细 胞 质 内 有 高 浓 度 的 无 机 盐 和 大 分 子 营 养 物 质, 其 渗 透 压 高 达 5~25 个 大 气 压 由 于 细 胞 壁 的 保 护 作 用, 使 细 菌 能 承 受 内 部 巨 大 的 渗 透 压 而 不 会 破 裂, 并 能 在 相 对 低 渗 的 环 境 下 生 存 细 胞 壁 上 有 许 多 小 孔, 参 与 菌 体 内 外 的 物 质 交 换 菌 体 表 面 带 有 多 种 抗 原 表 位, 可 以 诱 发 机 体 的 免 疫 应 答 革 兰 阳 性 菌 的 磷 壁 酸 是 重 要 表 面 抗 原, 与 血 清 型 分 类 有 关 它 带 有 较 多 的 负 电 荷, 能 与 Mg 2+ 等 双 价 离 子 结 合, 有 助 于 维 持 菌 体 内 离 子 的 平 衡 磷 壁 酸 还 可 起 到 稳 定 和 加 强 细 胞 壁 的 作 用 乙 型 溶 血 性 链 球 菌 表 面 的 M 蛋 白 与 LTA 结 合 在 细 菌 表 面 形 成 微 纤 维 (microfibrils), 后 者 介 导 菌 体 与 宿 主 细 胞 的 粘 附, 是 其 致 病 因 素 之 一 革 兰 阴 性 菌 的 外 膜 是 一 种 有 效 的 屏 障 结 构, 使 细 菌 不 易 受 到 机 体 的 体 液 杀 菌 物 质 肠 道 的 胆 盐 及 消 化 酶 等 的 作 用 ; 还 可 阻 止 某 些 抗 生 素 的 进 入, 成 为 细 菌 耐 药 的 机 制 之 一 LPS( 内 毒 素 ) 是 革 兰 阴 性 菌 重 要 的 致 病 物 质, 使 机 体 发 热, 白 细 胞 增 多, 直 至 休 克 死 亡 另 一 方 面 LPS 也 可 增 强 机 体 非 特 异 性 抵 抗 力, 并 有 抗 肿 瘤 等 有 益 作 用 外 膜 是 革 兰 阴 性 菌 的 重 要 结 构, 其 屏 障 功 能 改 变 介 导 的 耐 药 性 包 括 外 膜 通 透 性 降 低 和 主 动 外 排 ( 泵 出 ) 两 种 机 制 革 兰 阴 性 菌 的 外 膜 是 抗 生 素 与 细 菌 接 触 的 第 一 道 防 线, 外 膜 屏 障 作 用 是 由 孔 蛋 白 所 决 定 大 肠 杆 菌 有 两 种 主 要 的 孔 蛋 白,OmpF 和 OmpC, 正 常 情 况 下 的 孔 径 分 别 为 1.16nm 和 1.08nm, 为 亲 水 性 抗 菌 药 物 的 通 道 抗 菌 药 物 分 子 越 大, 所 带 负 电 荷 越 多, 疏 水 性 越 强 则 不 易 通 过 细 菌 外 膜 细 菌 发 生 突 变 可 以 造 成 孔 蛋 白 的 丢 失 或 降 低 其 表 达, 均 会 影 响 药 物 从 细 胞 外 向 细 胞 内 的 运 输, 使 抗 生 素 不 能 达 到 作 用 靶 位 而 发 挥 抗 菌 效 能 铜 绿 假 单 胞 菌 外 膜 对 抗 生 素 的 通 透 性 比 其 他 革 兰 阴 性 菌 差, 是 该 菌 对 多 种 抗 生 素 天 然 耐 药 的 原 因 之 一 革 兰 阳 性 和 阴 性 菌 对 四 环 素 耐 药 主 要 由 于 细 胞 膜 存 在 能 量 依 赖 性 泵 出 系 统, 使 菌 体 内 药 物 量 减 少, 此 种 泵 出 系 统 由 Tet 膜 蛋 白 介 导 这 种 抗 生 素 的 泵 出 系 统 也 见 于 氯 霉 素 红 霉 素 和 喹 诺 酮 类 药 物 耐 药 菌 5. 细 菌 细 胞 壁 缺 陷 型 ( 细 菌 L 型 ) 细 菌 细 胞 壁 的 肽 聚 糖 结 构 受 到 理 化 或 生 物 因 素 的 直 接 破 坏 或 合 成 被 抑 制, 这 种 细 胞 壁 受 损 的 细 菌 一 般 在 普 通 环 16

17 境 中 不 能 耐 受 菌 体 内 的 高 渗 透 压 而 将 会 胀 裂 死 亡 但 在 高 渗 环 境 下, 它 们 仍 可 存 活 革 兰 阳 性 菌 细 胞 壁 缺 失 后, 原 生 质 仅 被 一 层 细 胞 膜 包 住, 称 为 原 生 质 体 (protoplast); 革 兰 阴 性 菌 肽 聚 糖 层 受 损 后 尚 有 外 膜 保 护, 称 为 原 生 质 球 (spheroplast) 这 种 细 胞 壁 受 损 的 细 菌 能 够 生 长 和 分 裂 者 称 为 细 菌 细 胞 壁 缺 陷 型 或 L 型 (bacterial L form), 因 1935 年 klieneberger 首 先 在 Lister 研 究 院 发 现 而 得 名 细 菌 L 型 在 体 内 或 体 外 人 工 诱 导 或 自 然 情 况 下 均 可 形 成, 诱 发 因 素 很 多, 如 溶 菌 酶 (lysozyme) 和 溶 葡 萄 球 菌 素 (lysostaphin) 青 霉 素 胆 汁 抗 体 补 体 等 细 菌 L 型 的 形 态 因 缺 失 细 胞 壁 而 呈 高 度 多 形 性, 大 小 不 一, 有 球 形 杆 状 和 丝 状 等 ( 图 1-7) 着 色 不 匀, 无 论 其 原 为 革 兰 阳 性 或 阴 性 菌, 形 成 L 型 大 多 染 成 革 兰 阴 性 细 菌 L 型 难 以 培 养, 其 营 养 要 求 基 本 与 原 菌 相 似, 但 需 在 高 渗 低 琼 脂 含 血 清 的 培 养 基 中 生 长, 即 必 须 补 充 3%~5%NaCl 10%~20% 蔗 糖 或 7% 聚 乙 烯 吡 咯 烷 酮 (PVP) 等 稳 定 剂, 以 提 高 培 养 基 的 渗 透 压 同 时 还 需 加 10%~20% 人 或 马 血 清 制 备 固 体 培 养 基 时, 可 在 液 体 培 养 基 中 加 入 0.8%~1.0% 的 少 量 琼 脂, 使 L 型 在 生 长 时 可 以 琼 脂 为 支 架 细 菌 L 型 生 长 繁 殖 较 原 菌 缓 慢, 一 般 培 养 2~7d 后 在 软 琼 脂 平 板 上 形 成 中 间 较 厚 四 周 较 薄 的 荷 包 蛋 样 细 小 菌 落, 也 有 的 长 成 颗 粒 状 或 丝 状 菌 落 ( 图 1-8) L 型 在 液 体 培 养 基 中 生 长 后 呈 较 疏 松 的 絮 状 颗 粒, 沉 于 管 底, 培 养 液 则 澄 清 去 除 诱 发 因 素 后, 有 些 L 型 可 回 复 为 原 菌, 有 些 则 不 能 回 复, 其 决 定 因 素 为 L 型 是 否 含 有 残 存 的 肽 聚 糖 作 为 自 身 再 合 成 的 引 物 图 1-7 图 1-8 某 些 L 型 仍 有 一 定 的 致 病 力, 通 常 引 起 慢 性 感 染, 如 尿 路 感 染 骨 髓 炎 心 内 膜 炎 等, 并 常 在 使 用 作 用 于 细 胞 壁 的 抗 菌 药 物 (β- 内 酰 胺 类 抗 生 素 等 ) 治 疗 过 程 中 发 生 临 床 上 遇 有 症 状 明 显 而 标 本 常 规 细 菌 培 养 阴 性 者, 应 考 虑 细 菌 L 型 感 染 的 可 能 性, 宜 作 L 型 的 专 门 分 离 培 养, 并 更 换 抗 菌 药 物 溶 菌 酶 和 青 霉 素 是 细 菌 L 型 最 常 用 的 人 工 诱 导 剂 溶 菌 酶 和 溶 葡 萄 球 菌 素 作 用 相 同, 能 裂 解 肽 聚 糖 中 N- 乙 酰 葡 糖 胺 和 N- 乙 酰 胞 壁 酸 之 间 的 β-1,4 糖 苷 键, 破 坏 聚 糖 骨 17

18 架, 引 起 细 菌 裂 解 青 霉 素 能 与 细 菌 竞 争 合 成 肽 聚 糖 过 程 中 所 需 的 转 肽 酶, 抑 制 四 肽 侧 链 上 D- 丙 氨 酸 与 五 肽 桥 之 间 的 联 结, 使 细 菌 不 能 合 成 完 整 的 肽 聚 糖, 在 一 般 渗 透 压 环 境 中, 可 导 致 细 菌 死 亡 在 高 渗 情 况 下, 这 些 细 胞 壁 缺 陷 的 L 型 仍 可 活 存 革 兰 阳 性 菌 细 胞 壁 缺 陷 形 成 的 原 生 质 体, 由 于 菌 体 内 渗 透 压 很 高, 可 达 20 ~ 25 个 大 气 压, 故 在 普 通 培 养 基 中 很 容 易 胀 裂 死 亡, 必 须 保 存 在 高 渗 环 境 中 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 中 肽 聚 糖 含 量 较 少, 菌 体 内 的 渗 透 压 (5 ~ 6 个 大 气 压 ) 亦 比 革 兰 阳 性 菌 低, 细 胞 壁 缺 陷 形 成 的 原 生 质 球 在 低 渗 环 境 中 仍 有 一 定 的 抵 抗 力 细 胞 膜 细 胞 膜 ( cell membrane ) 或 称 胞 质 膜 ( cytoplasmic membrane), 位 于 细 胞 壁 内 侧, 紧 包 着 细 胞 质 厚 约 7.5nm, 柔 韧 致 密, 富 有 弹 性, 占 细 胞 干 重 的 10%~30% 细 菌 细 胞 膜 的 结 构 与 真 核 细 胞 者 基 本 相 同, 由 磷 脂 和 多 种 蛋 白 质 组 成, 但 不 含 胆 固 醇 细 菌 细 胞 膜 是 细 菌 赖 以 生 存 的 重 要 结 构 之 一, 其 功 能 也 与 真 核 细 胞 者 类 似, 主 要 有 物 质 转 运 生 物 合 成 分 泌 和 呼 吸 等 作 用 细 菌 细 胞 膜 可 形 成 一 种 特 有 的 结 构, 称 为 中 介 体 (mesosome) 是 部 分 细 胞 膜 内 陷 折 叠 卷 曲 形 成 的 囊 状 物, 多 见 于 革 兰 阳 性 细 菌 ( 图 1-9) 中 介 体 常 位 于 菌 体 侧 面 ( 侧 中 介 体 ) 或 靠 近 中 部 ( 横 膈 中 介 体 ), 可 有 一 个 或 多 个 中 介 体 一 端 连 在 细 胞 膜 上, 另 一 端 与 核 质 相 连, 细 胞 分 裂 时 中 介 体 亦 一 分 为 二, 各 携 一 套 核 质 进 入 子 代 细 胞, 有 类 似 真 核 细 胞 纺 锤 丝 的 作 用 中 介 体 的 形 成, 有 效 地 扩 大 了 细 胞 膜 面 积, 相 应 地 增 加 了 酶 的 含 量 和 能 量 的 产 生, 其 功 能 类 似 于 真 核 细 胞 的 线 粒 体, 故 亦 称 为 拟 线 粒 体 (chondroid) 图 1-9 β- 内 酰 胺 抗 生 素 越 过 细 胞 壁 后, 与 细 胞 膜 上 的 一 组 蛋 白 质 共 价 结 合, 称 其 为 青 霉 素 结 合 蛋 白 (penecillin-binding proteins,pbp) 这 类 蛋 白 质 参 与 细 胞 壁 肽 聚 糖 的 合 成, 为 青 霉 素 作 用 的 主 要 生 化 靶 PBP 与 青 霉 素 结 合 后 即 可 使 其 酶 功 能 受 抑 制, 影 响 到 细 胞 壁 中 肽 聚 糖 的 合 成 将 菌 细 胞 膜 提 取 物 与 [ 14 C]- 青 霉 素 一 起 孵 育, 然 后 经 过 SDS- 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 和 放 射 自 显 影 可 以 检 测 PBP, 并 进 行 定 量 对 于 某 一 种 细 菌, PBP 的 排 列 以 其 分 子 量 从 大 到 小 为 顺 序 分 类 学 上 相 关 的 细 菌 具 有 相 似 的 PBP 谱 PBP 分 为 两 大 类, 一 类 为 低 分 子 量 PBP, 主 要 与 DD- 羧 肽 酶 活 性 有 关, 影 响 细 胞 的 分 裂 和 形 态 改 变, 对 细 菌 18

19 生 存 似 乎 不 是 必 需 的 另 一 类 为 高 分 子 量 PBP, 具 有 转 肽 酶 和 转 糖 基 酶 活 性, 对 细 菌 的 存 活 是 必 需 的 大 肠 埃 希 菌 有 7 种 PBP, 金 黄 色 葡 萄 球 菌 有 4 种 PBP PBP 改 变 可 以 导 致 细 菌 对 β- 内 酰 胺 抗 生 素 的 耐 药 性, 在 革 兰 阳 性 菌 比 较 突 出 耐 药 菌 的 某 些 PBP 发 生 改 变, 降 低 了 对 β- 内 酰 胺 抗 生 素 的 亲 和 力 ; 或 获 得 另 外 一 种 低 亲 和 力 的 PBP, 低 亲 和 力 的 PBP 代 替 正 常 PBP 起 作 用, 完 成 细 胞 壁 的 合 成 耐 甲 氧 西 林 金 黄 色 葡 萄 球 菌 (methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA) 就 属 于 后 一 种 耐 药 机 制, 该 菌 产 生 一 种 新 的 低 亲 和 力 的 PBP2' 代 替 正 常 PBP2 行 使 功 能 细 胞 质 细 胞 膜 包 裹 的 溶 胶 状 物 质 为 细 胞 质 (cytoplasm) 或 称 原 生 质 (protoplasm), 由 水 蛋 白 质 脂 类 核 酸 及 少 量 糖 和 无 机 盐 组 成, 其 中 含 有 许 多 重 要 结 构 1. 核 糖 体 (ribosome) 核 糖 体 是 细 菌 合 成 蛋 白 质 的 场 所, 游 离 存 在 于 细 胞 质 中, 每 个 细 菌 体 内 可 达 数 万 个 细 菌 核 糖 体 沉 降 系 数 为 70S, 由 50S 和 30S 两 个 亚 基 组 成, 以 大 肠 埃 希 菌 为 例, 其 化 学 组 成 66% 是 RNA( 包 括 23S 16S 和 5S rrna),34% 为 蛋 白 质 核 糖 体 常 与 正 在 转 录 的 mrna 相 连 呈 串 珠 状, 称 多 聚 核 糖 体 (polysome), 使 转 录 和 转 译 偶 联 在 一 起 在 生 长 活 跃 的 细 菌 体 内, 几 乎 所 有 的 核 糖 体 都 以 多 聚 核 糖 体 的 形 式 存 在 真 核 生 物 的 核 糖 体 与 细 菌 者 不 同, 有 些 抗 生 素 如 链 霉 素 或 红 霉 素 能 分 别 与 细 菌 核 糖 体 的 30S 亚 基 或 50S 亚 基 结 合, 干 扰 其 蛋 白 质 合 成, 从 而 杀 死 细 菌 ; 但 这 些 药 物 对 人 类 的 核 糖 体 则 无 作 用 2. 质 粒 (plasmid) 质 粒 是 染 色 体 外 的 遗 传 物 质, 存 在 于 细 胞 质 中 为 闭 合 环 状 的 双 链 DNA, 带 有 遗 传 信 息, 控 制 细 菌 某 些 特 定 的 遗 传 性 状 质 粒 能 独 立 自 行 复 制, 随 细 菌 分 裂 转 移 到 子 代 细 胞 中 质 粒 不 是 细 菌 生 长 所 必 不 可 少 的, 失 去 质 粒 的 细 菌 仍 能 正 常 存 活 质 粒 除 决 定 该 菌 自 身 的 某 种 性 状 外, 还 可 通 过 接 合 或 转 导 作 用 等 将 有 关 性 状 传 递 给 另 一 细 菌 质 粒 编 码 的 细 菌 性 状 有 菌 毛 细 菌 素 毒 素 和 耐 药 性 的 产 生 等 3. 胞 质 颗 粒 细 菌 细 胞 质 中 含 有 多 种 颗 粒, 大 多 为 贮 藏 的 营 养 物 质, 包 括 糖 原 淀 粉 等 多 糖 脂 类 磷 酸 盐 等 胞 质 颗 粒 又 称 为 内 含 物 (inclusion), 不 是 细 菌 的 恒 定 结 构, 不 同 菌 有 不 同 的 胞 质 颗 粒, 同 一 菌 在 不 同 环 境 或 生 长 期 亦 可 不 同 当 营 养 充 足 时, 胞 质 颗 粒 较 多 ; 养 料 和 能 源 短 缺 时, 动 用 贮 备, 颗 粒 减 19

20 少 甚 至 消 失 胞 质 颗 粒 中 有 一 种 主 要 成 分 是 RNA 和 多 偏 磷 酸 盐 (polymetaphosphate) 的 颗 粒, 其 嗜 碱 性 强, 用 亚 甲 蓝 染 色 时 着 色 较 深 呈 紫 色, 称 为 异 染 颗 粒 (metachromatic granule) 或 纡 回 体 (volutin) 异 染 颗 粒 常 见 于 白 喉 棒 状 杆 菌, 位 于 菌 体 两 端, 故 又 称 极 体 (polar body), 有 助 于 鉴 定 核 质 细 菌 是 原 核 细 胞, 不 具 成 形 的 核 细 菌 的 遗 传 物 质 称 为 核 质 (nuclear material) 或 拟 核 (nucleoid), 集 中 于 细 胞 质 的 某 一 区 域, 多 在 菌 体 中 央, 无 核 膜 核 仁 和 有 丝 分 裂 器 ; 因 其 功 能 与 真 核 细 胞 的 染 色 体 相 似, 故 习 惯 上 亦 称 之 为 细 菌 的 染 色 体 (chromosome) 细 菌 核 质 为 单 倍 体, 细 胞 分 裂 时 可 有 完 全 相 同 的 多 拷 贝 核 质 由 单 一 密 闭 环 状 DNA 分 子 反 复 回 旋 卷 曲 盘 绕 组 成 松 散 网 状 结 构 电 镜 支 持 膜 上 直 接 温 和 裂 菌 观 察, 显 示 有 类 似 于 真 核 细 胞 染 色 质 的 串 珠 样 结 构 核 质 的 化 学 组 成 除 DNA 外, 还 有 小 量 的 RNA( 以 RNA 多 聚 酶 形 式 ) 和 组 蛋 白 样 的 蛋 白 质 (histone-like proteins) 细 菌 经 RNA 酶 或 酸 将 RNA 水 解, 再 用 Feulgen 法 染 色, 光 学 显 微 镜 下 可 看 到 着 染 的 核 质, 形 态 多 呈 球 形 棒 状 或 哑 铃 状 大 肠 埃 希 菌 的 核 质 分 子 量 约 , 伸 展 后 长 度 可 达 1.1mm, 含 碱 基, 可 以 有 3000~5000 个 基 因 细 菌 的 染 色 体 ( 核 质 ) 为 一 个 共 价 闭 合 环 状 双 链 DNA 分 子, 由 两 股 方 向 相 反 的 DNA 多 聚 链 呈 右 手 双 螺 旋 结 构 细 菌 染 色 体 DNA 的 超 螺 旋 依 赖 于 一 类 拓 扑 异 构 酶 (topoisomerase), 其 中 所 有 细 菌 共 有 的 一 种 酶 为 旋 转 酶 (gyrase) 氟 哌 酸 环 丙 沙 星 等 喹 诺 酮 类 药 物 就 是 通 过 与 旋 转 酶 结 合 而 抑 制 细 菌 繁 殖 的 细 菌 的 染 色 体 与 真 核 细 胞 者 相 比, 有 两 个 显 著 的 不 同 : 一 是 前 者 的 DNA 量 要 小 得 多, 其 序 列 的 组 织 性 也 就 简 单 得 多 二 是 除 了 RNA 基 因 通 常 是 多 拷 贝, 以 便 装 备 大 量 的 核 糖 体 满 足 细 菌 的 迅 速 生 长 繁 殖 外, 细 菌 绝 大 多 数 的 蛋 白 质 基 因 保 持 单 拷 贝 形 式, 很 少 有 重 复 序 列 二 细 菌 的 特 殊 结 构 荚 膜 某 些 细 菌 在 其 细 胞 壁 外 包 绕 一 层 粘 液 性 物 质, 为 疏 水 性 多 糖 或 蛋 白 质 的 多 聚 体, 用 理 化 方 法 去 除 后 并 不 影 响 菌 细 胞 的 生 命 活 动 凡 粘 液 性 物 质 牢 固 地 与 细 胞 壁 结 合, 厚 度 0.2μm, 边 界 明 显 者 称 为 荚 膜 (capsule) 或 大 荚 膜 20

21 (macrocapsule)( 图 1-10) 厚 度 <0.2μm 者 称 为 微 荚 膜 (microcapsule), 伤 寒 沙 门 菌 的 Vi 抗 原, 以 及 大 肠 埃 希 菌 的 K 抗 原 等 属 之 若 粘 液 性 物 质 疏 松 地 附 着 于 菌 细 胞 表 面, 边 界 不 明 显 且 易 被 洗 脱 者 称 为 粘 液 层 (slime layer) 介 于 荚 膜 和 粘 液 层 之 间 的 结 构 称 为 糖 萼 (glycocalyx), 由 多 糖 或 糖 蛋 白 组 成, 是 从 菌 体 伸 出 的 疏 松 纤 维 网 状 结 构 图 荚 膜 的 化 学 组 成 大 多 数 细 菌 的 荚 膜 是 多 糖, 炭 疽 芽 胞 杆 菌 鼠 疫 耶 氏 菌 等 少 数 菌 的 荚 膜 为 多 肽 荚 膜 多 糖 为 高 度 水 合 分 子, 含 水 量 95% 以 上, 与 菌 细 胞 表 面 的 磷 脂 或 脂 质 A 共 价 结 合 多 糖 分 子 组 成 和 构 型 的 多 样 化 使 其 结 构 极 为 复 杂, 成 为 血 清 学 分 型 的 基 础 例 如 肺 炎 链 球 菌 的 荚 膜 多 糖 物 质 的 抗 原 至 少 可 分 成 85 个 血 清 型 荚 膜 与 同 型 抗 血 清 结 合 发 生 反 应 后 即 逐 渐 增 大, 出 现 荚 膜 肿 胀 反 应, 可 藉 此 将 细 菌 定 型 荚 膜 的 形 成 需 要 能 量, 与 环 境 条 件 有 密 切 关 系 一 般 在 动 物 体 内 或 含 有 血 清 或 糖 的 培 养 基 中 容 易 形 成 荚 膜, 在 普 通 培 养 基 上 或 连 续 传 代 则 易 消 失 有 荚 膜 的 细 菌 在 固 体 培 养 基 上 形 成 粘 液 (M) 型 或 光 滑 (S) 型 菌 落, 失 去 荚 膜 后 其 菌 落 变 为 粗 糙 (R) 型 荚 膜 对 一 般 碱 性 染 料 亲 和 力 低, 不 易 着 色, 普 通 染 色 只 能 见 到 菌 体 周 围 有 未 着 色 的 透 明 圈 如 用 墨 汁 作 负 染 色, 则 荚 膜 显 现 更 为 清 楚 用 特 殊 染 色 法 可 将 荚 膜 染 成 与 菌 体 不 同 的 颜 色 分 子 遗 传 学 研 究 证 明 编 码 荚 膜 多 糖 的 基 因 簇 (capsule gene cluster) 位 于 细 菌 染 色 体 上, 报 道 较 多 的 是 大 肠 埃 希 菌 和 肺 炎 链 球 菌 大 肠 埃 希 菌 有 80 多 种 K 抗 原, 依 据 其 生 物 学 和 化 学 特 性 不 同 分 为 三 个 群 (group),i 群 K 抗 原 又 分 为 I a 群 ( 不 含 氨 基 糖 ) 和 I b 群 ( 含 氨 基 糖 ) I a 群 K 抗 原 位 于 染 色 体 his 基 因 近 端 靠 近 rfb 基 因 簇 处 ; 编 码 Ⅱ 群 或 Ⅲ 群 K 抗 原 的 基 因 簇 位 于 染 色 体 sera 位 点 附 近, 其 中 心 部 位 为 血 清 型 特 异 性 编 码 区 域 不 同 菌 属 间 荚 膜 基 因 簇 的 组 成 有 显 著 的 相 似 性, 与 大 肠 埃 希 菌 比 较, 已 克 隆 的 I 群 样 (group I like) 荚 膜 基 因 簇 有 肺 炎 克 雷 伯 菌 解 淀 粉 欧 文 菌,Ⅱ 群 样 (group II like) 荚 膜 基 因 簇 有 流 感 嗜 血 杆 菌 b 型 B 群 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 伤 寒 沙 门 菌 的 Vi 抗 原 21

22 2. 荚 膜 的 功 能 荚 膜 和 微 荚 膜 具 有 相 同 的 功 能 (1) 抗 吞 噬 作 用 : 荚 膜 具 有 抵 抗 宿 主 吞 噬 细 胞 的 作 用, 因 而 荚 膜 是 病 原 菌 的 重 要 毒 力 因 子 例 如 肺 炎 链 球 菌, 有 荚 膜 株 数 个 菌 就 可 使 实 验 小 鼠 致 死, 无 荚 膜 株 则 高 达 上 亿 个 菌 才 能 使 小 鼠 死 亡 吞 噬 现 象 有 两 种 类 型, 一 为 表 面 吞 噬 (surface phagocytosis), 另 一 为 调 理 素 介 导 的 吞 噬 (opsonin-mediated phagocytosis) 表 面 吞 噬 是 吞 噬 细 胞 直 接 摄 取 细 菌 等 颗 粒 性 异 物, 被 吞 菌 并 不 被 IgG 抗 体 和 活 化 的 补 体 组 分 C3b 包 被 这 种 吞 噬 的 强 弱 与 被 吞 颗 粒 表 面 的 理 化 性 质 关 系 极 大 颗 粒 表 面 的 疏 水 性 与 表 面 吞 噬 的 强 度 密 切 相 关, 菌 体 表 面 越 疏 水, 细 菌 抗 吞 噬 作 用 越 差 荚 膜 多 糖 亲 水 且 带 负 电 荷, 故 能 阻 滞 表 面 吞 噬 活 性 由 调 理 素 介 导 的 吞 噬, 其 吞 噬 效 率 大 大 超 过 表 面 吞 噬 荚 膜 在 菌 细 胞 表 面 的 空 间 占 位 和 屏 障 作 用, 阻 止 补 体 组 分 C3b 的 沉 积, 并 遮 蔽 了 细 菌 激 活 补 体 旁 路 途 径 的 表 面 结 构, 从 而 抵 抗 补 体 介 导 的 杀 伤 作 用 此 外, 大 肠 杆 菌 K1 和 B 群 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 的 荚 膜 多 糖 含 有 NeuNAc 组 分, 大 肠 埃 希 菌 K5 抗 原 含 有 脱 硫 肝 素 (desulfoheparin) 组 分, 而 宿 主 的 组 织 多 糖 也 有 与 上 述 结 构 相 似 的 组 分, 故 这 类 荚 膜 的 免 疫 原 性 低 弱, 感 染 后 机 体 产 生 抗 体 量 亦 少, 可 能 是 这 些 细 菌 具 有 致 病 性 的 重 要 原 因 (2) 粘 附 作 用 : 荚 膜 多 糖 可 使 细 菌 彼 此 之 间 粘 连, 也 可 粘 附 于 组 织 细 胞 或 无 生 命 物 体 表 面, 形 成 生 物 膜 (biofilm), 是 引 起 感 染 的 重 要 因 素 变 异 链 球 菌 (S. mutans) 依 靠 荚 膜 将 其 固 定 在 牙 齿 表 面, 利 用 口 腔 中 的 蔗 糖 产 生 大 量 的 乳 酸, 积 聚 在 附 着 部 位, 导 致 牙 齿 珐 琅 质 的 破 坏, 形 成 龋 齿 荚 膜 菌 株 在 住 院 病 人 的 各 种 导 管 内 粘 附 定 居, 是 院 内 感 染 发 生 的 重 要 因 素 (3) 抗 有 害 物 质 的 损 伤 作 用 : 荚 膜 处 于 菌 细 胞 的 最 外 层, 有 保 护 菌 体 避 免 和 减 少 受 溶 菌 酶 补 体 抗 菌 抗 体 抗 菌 药 物 等 有 害 物 质 的 损 伤 作 用 鞭 毛 许 多 细 菌, 包 括 所 有 的 弧 菌 和 螺 菌, 约 半 数 的 杆 菌 和 个 别 球 菌, 在 菌 体 上 附 有 细 长 并 呈 波 状 弯 曲 的 丝 状 物, 少 仅 1~2 根, 多 者 达 数 百 这 些 丝 状 物 称 为 鞭 毛 (flagellum), 是 细 菌 的 运 动 器 官 鞭 毛 长 5~20μm, 直 径 12~30nm, 需 用 电 子 显 微 镜 观 察 ( 图 1-11), 或 经 特 殊 染 色 法 使 鞭 毛 增 粗 后 才 能 在 普 通 光 学 显 微 镜 下 看 到 ( 图 1-12) 图 1-11 图

23 根 据 鞭 毛 的 数 量 和 部 位, 可 将 鞭 毛 菌 分 成 4 类 ( 图 1-13) 1 单 毛 菌 (monotrichate): 只 有 一 根 鞭 毛, 位 于 菌 体 一 端, 如 霍 乱 弧 菌 ;2 双 毛 菌 ( amphitrichate ): 菌 体 两 端 各 有 一 根 鞭 毛, 如 空 肠 弯 曲 菌 ; 3 丛 毛 菌 (lophotrichate): 菌 体 一 端 或 两 端 有 一 丛 鞭 毛, 如 铜 绿 假 单 胞 菌 ;4 周 毛 菌 (peritrichate): 菌 体 周 身 遍 布 许 多 鞭 毛, 如 伤 寒 沙 门 菌 图 鞭 毛 的 结 构 鞭 毛 自 细 胞 膜 长 出, 游 离 于 菌 细 胞 外, 由 基 础 小 体 钩 状 体 和 丝 状 体 三 个 部 分 组 成 ( 图 1-14) 图 1-14 (1) 基 础 小 体 (basal body): 位 于 鞭 毛 根 部, 嵌 在 细 胞 壁 和 细 胞 膜 中 革 兰 阴 性 菌 鞭 毛 的 基 础 小 体 由 一 根 圆 柱 两 对 同 心 环 和 输 出 装 置 组 成 其 中, 一 对 是 M(membrane) 环 和 S ( supramembrane ) 环, 附 着 在 细 胞 膜 上 ; 另 一 对 是 P ( peptidoglycan ) 环 和 L (lipopolysaccharide) 环, 附 着 在 细 胞 壁 的 肽 聚 糖 和 外 膜 的 脂 多 糖 上 基 础 小 体 的 基 底 部 是 鞭 毛 的 输 出 装 置 (export apparatus), 位 于 细 胞 膜 内 面 的 细 胞 质 内 基 底 部 圆 柱 体 周 围 的 发 动 器 (motor) 为 鞭 毛 运 动 提 供 能 量, 近 旁 的 开 关 (switch) 决 定 鞭 毛 转 动 的 方 向 革 兰 阳 性 菌 的 细 胞 壁 无 外 膜, 其 鞭 毛 只 有 M S 一 对 同 心 环 (2) 钩 状 体 (hook): 位 于 鞭 毛 伸 出 菌 体 之 处, 呈 约 90 的 钩 状 弯 曲 鞭 毛 由 此 转 弯 向 外 伸 出, 成 为 丝 状 体 (3) 丝 状 体 (filament): 呈 纤 丝 状, 伸 出 于 菌 体 外, 由 鞭 毛 蛋 白 (flagellin) 紧 密 排 列 并 缠 绕 而 成 的 中 空 管 状 结 构 丝 状 体 的 作 用 犹 如 船 舶 或 飞 机 的 螺 旋 桨 推 进 器 鞭 毛 蛋 白 是 一 种 弹 力 纤 维 蛋 白, 其 氨 基 酸 组 成 与 骨 骼 肌 中 的 肌 动 蛋 白 相 似, 可 能 与 鞭 毛 的 运 动 有 关 鞭 毛 是 从 尖 端 生 长, 在 菌 体 内 形 成 的 鞭 毛 蛋 白 分 子 不 断 地 添 加 到 鞭 毛 的 末 端 若 用 机 械 方 法 去 除 鞭 毛, 新 的 鞭 毛 很 快 合 成,3~6 分 钟 内 恢 复 动 力 各 菌 种 的 鞭 毛 蛋 白 结 构 不 同, 具 有 高 度 的 抗 原 性, 称 为 鞭 毛 (H) 抗 原 23

24 2. 鞭 毛 的 功 能 具 有 鞭 毛 的 细 菌 在 液 体 环 境 中 能 自 由 游 动, 速 度 迅 速, 如 单 鞭 毛 的 霍 乱 弧 菌 每 秒 移 动 可 达 55μm, 周 毛 菌 移 动 较 慢, 每 秒 25~30μm 细 菌 的 运 动 有 化 学 趋 向 性, 常 向 营 养 物 质 处 前 进, 而 逃 离 有 害 物 质 有 些 细 菌 的 鞭 毛 与 致 病 性 有 关 例 如 霍 乱 弧 菌 空 肠 弯 曲 菌 等 通 过 活 泼 的 鞭 毛 运 动 穿 透 小 肠 粘 膜 表 面 覆 盖 的 粘 液 层, 使 菌 体 粘 附 于 肠 粘 膜 上 皮 细 胞, 产 生 毒 性 物 质 导 致 病 变 的 发 生 根 据 鞭 毛 菌 的 动 力 和 鞭 毛 的 抗 原 性, 可 用 以 鉴 定 细 菌 和 进 行 细 菌 分 类 细 菌 是 由 鞭 毛 发 动 器 将 跨 膜 质 子 梯 度 中 贮 存 的 化 学 能 转 变 为 鞭 毛 转 动 所 需 的 能 量, 周 浆 间 隙 中 的 质 子 (H + ) 通 过 鞭 毛 发 动 器 流 入 细 胞 质 内 有 少 数 细 菌 能 利 用 钠 离 子 梯 度 供 给 鞭 毛 转 动 的 能 量 在 这 个 过 程 中, 由 跨 膜 质 子 梯 度 或 钠 离 子 梯 度 构 成 质 子 动 力 (proton motive force) 鞭 毛 发 动 器 能 够 顺 时 钟 或 逆 时 钟 方 向 转 动, 从 而 决 定 细 菌 游 动 的 方 向 当 发 动 器 逆 时 钟 方 向 转 动 时, 鞭 毛 的 丝 状 体 结 合 成 一 束 拖 在 菌 体 后, 推 动 细 菌 向 前 进 (run); 若 发 动 器 呈 顺 时 钟 方 向 转 动, 束 状 丝 状 体 松 开, 细 菌 停 顿 或 向 相 反 方 向 游 动 (tumble) 平 时, 细 菌 以 这 两 种 方 式 交 替 游 动, 称 为 随 意 移 动 (random walk) 细 菌 的 运 动 具 有 方 向 性, 受 环 境 因 素 的 影 响 极 大 菌 细 胞 膜 上 有 众 多 的 特 异 信 号 受 体 (signal receptor), 能 接 受 不 同 的 理 化 和 生 物 学 刺 激 而 作 出 相 应 反 应 例 如 大 肠 埃 希 菌 细 胞 膜 上 的 特 异 性 糖 结 合 受 体, 既 能 察 觉 化 学 趋 化 信 号, 也 参 与 该 物 质 的 运 输 如 果 遇 到 吸 引 性 刺 激 时, 细 菌 就 会 暂 时 性 抑 制 发 动 器 的 顺 时 钟 方 向 转 动, 使 菌 体 向 吸 引 物 移 动 ; 反 之, 遇 到 有 害 物 质 时, 也 会 增 强 发 动 器 的 顺 时 钟 方 向 转 动, 于 是 细 菌 背 离 有 害 物 运 动 以 保 存 自 己 菌 毛 许 多 革 兰 阴 性 菌 和 少 数 革 兰 阳 性 菌 菌 体 表 面 存 在 着 一 种 比 鞭 毛 更 细 更 短 而 直 硬 的 丝 状 物, 与 细 菌 的 运 动 无 关, 称 为 菌 毛 (pilus 或 fimbriae) 菌 毛 由 结 构 蛋 白 亚 单 位 菌 毛 蛋 白 (pilin) 组 成, 呈 螺 旋 状 排 列 成 圆 柱 体, 新 形 成 的 菌 毛 蛋 白 分 子 插 入 菌 毛 的 基 底 部 菌 毛 蛋 白 具 有 抗 原 性, 其 编 码 基 因 位 于 细 菌 的 染 色 体 或 质 粒 上 菌 毛 在 普 通 光 学 显 微 镜 下 看 不 到, 必 须 用 电 子 显 微 镜 观 察 ( 图 1-15) 图 1-15 根 据 功 能 不 同, 菌 毛 可 分 为 普 通 菌 毛 和 性 菌 毛 两 类 24

25 1. 普 通 菌 毛 (ordinary pilus) 长 0.2~2μm, 直 径 3~8nm 遍 布 菌 细 胞 表 面, 每 菌 可 达 数 百 根 这 类 菌 毛 是 细 菌 的 粘 附 结 构, 能 与 宿 主 细 胞 表 面 的 特 异 性 受 体 结 合, 是 细 菌 感 染 的 第 一 步 因 此, 菌 毛 和 细 菌 的 致 病 性 密 切 相 关 菌 毛 的 受 体 常 为 糖 蛋 白 或 糖 脂, 与 菌 毛 结 合 的 特 异 性 决 定 了 宿 主 感 染 的 易 感 部 位 同 样, 如 果 红 细 胞 表 面 具 有 菌 毛 受 体 的 相 似 成 分, 不 同 的 菌 毛 就 会 引 起 不 同 类 型 的 红 细 胞 凝 集, 称 此 为 血 凝 (hemagglutination, HA), 藉 此 可 以 鉴 定 菌 毛 例 如 大 肠 埃 希 菌 的 I 型 菌 毛 (type I 或 common pili), 粘 附 于 肠 道 和 下 尿 道 粘 膜 上 皮 细 胞 表 面 ; 能 凝 集 豚 鼠 红 细 胞, 可 被 D- 甘 露 糖 所 抑 制, 称 为 甘 露 糖 敏 感 性 血 凝 (MSHA) 致 肾 盂 肾 炎 大 肠 埃 希 菌 (pyelonephritic E.coli 或 uropathogenic E.coli, UPEC) 的 P 菌 毛 (pyelonephritis-associated pili, P pili) 常 粘 附 于 肾 脏 的 集 合 管 和 肾 盏 ; 能 凝 集 P 血 型 阳 性 红 细 胞, 且 不 被 甘 露 糖 所 抑 制, 称 为 甘 露 糖 抗 性 血 凝 ( MRHA ), 是 上 行 性 尿 路 感 染 的 重 要 致 病 菌 肠 产 毒 型 大 肠 埃 希 菌 (enterotoxigenic E.coli, ETEC) 的 定 植 因 子 是 一 种 特 殊 类 型 的 菌 毛 (CFA/I, CFA/ Ⅱ), 粘 附 于 小 肠 粘 膜 细 胞, 编 码 定 植 因 子 和 肠 毒 素 的 基 因 均 位 于 可 接 合 传 递 质 粒 上, 是 该 菌 重 要 的 毒 力 因 子 霍 乱 弧 菌 肠 致 病 型 大 肠 埃 希 菌 (EPEC) 和 淋 病 奈 瑟 菌 的 菌 毛 都 属 于 Ⅳ 型 菌 毛, 在 所 致 的 肠 道 或 泌 尿 生 殖 道 感 染 中 起 到 关 键 作 用 有 菌 毛 菌 株 的 粘 附 可 抵 抗 肠 蠕 动 或 尿 液 的 冲 洗 作 用 而 有 利 于 定 居, 一 旦 丧 失 菌 毛, 其 致 病 力 亦 随 之 消 失 在 革 兰 阳 性 球 菌 中,A 群 链 球 菌 的 菌 毛 与 M 蛋 白 和 LTA 结 合 在 一 起, 介 导 该 菌 与 宿 主 粘 膜 上 皮 细 胞 的 粘 附 2. 性 菌 毛 (sex pilus) 仅 见 于 少 数 革 兰 阴 性 菌 数 量 少, 一 个 菌 只 有 1~4 根 比 普 通 菌 毛 长 而 粗, 中 空 呈 管 状 性 菌 毛 由 一 种 称 为 致 育 因 子 (fertility factor, F factor) 的 质 粒 编 码, 故 性 菌 毛 又 称 F 菌 毛 带 有 性 菌 毛 的 细 菌 称 为 F + 菌 或 雄 性 菌, 无 性 菌 毛 者 称 为 F - 菌 或 雌 性 菌 当 F + 菌 与 F - 菌 相 遇 时,F + 菌 的 性 菌 毛 与 F - 菌 相 应 的 性 菌 毛 受 体 ( 如 外 膜 蛋 白 A, OmpA) 结 合,F + 菌 体 内 的 质 粒 或 染 色 体 DNA 可 通 过 中 空 的 性 菌 毛 进 入 F - 菌 体 内, 这 个 过 程 称 为 接 合 (conjugation) 细 菌 的 毒 力 耐 药 性 等 性 状 可 通 过 此 方 式 传 递 此 外, 性 菌 毛 也 是 某 些 噬 菌 体 吸 附 于 菌 细 胞 的 受 体 芽 胞 某 些 细 菌 在 一 定 的 环 境 条 件 下, 能 在 菌 体 内 部 形 成 一 个 圆 形 或 卵 圆 25

26 形 小 体, 是 细 菌 的 休 眠 形 式, 称 为 内 芽 胞 (endospore), 简 称 芽 胞 (spore), 以 别 于 真 菌 在 菌 体 外 部 形 成 的 孢 子 产 生 芽 胞 的 细 菌 都 是 革 兰 阳 性 菌, 重 要 的 有 芽 胞 杆 菌 属 ( 炭 疽 芽 胞 杆 菌 等 ) 和 梭 菌 属 ( 破 伤 风 梭 菌 等 ) 1. 芽 胞 的 形 成 与 发 芽 细 菌 形 成 芽 胞 的 能 力 是 由 菌 体 内 的 芽 胞 基 因 决 定 的 芽 胞 一 般 只 是 在 动 物 体 外 才 能 形 成, 其 形 成 条 件 因 菌 种 而 异 如 炭 疽 杆 菌 在 有 氧 下 形 成, 而 破 伤 风 梭 菌 则 相 反 营 养 缺 乏 尤 其 是 C N P 元 素 不 足 时, 细 菌 生 长 繁 殖 减 速 启 动 芽 胞 形 成 基 因 但 亦 有 例 外, 苏 云 金 杆 菌 形 成 芽 胞 则 要 求 适 宜 的 生 长 条 件 芽 胞 带 有 完 整 的 核 质 酶 系 统 和 合 成 菌 体 组 分 的 结 构, 能 保 存 细 菌 的 全 部 生 命 必 需 物 质 芽 胞 形 成 后, 菌 体 即 成 为 空 壳, 有 些 芽 胞 可 从 菌 体 脱 落 游 离 芽 胞 折 光 性 强, 壁 厚, 不 易 着 色 染 色 时 需 经 媒 染 加 热 等 处 理 芽 胞 的 大 小 形 状 位 置 等 随 菌 种 而 异, 有 重 要 的 鉴 别 价 值 ( 图 l-16) 例 如 炭 疽 芽 胞 杆 菌 的 芽 胞 为 卵 圆 形 比 菌 体 小, 位 于 菌 体 中 央 ; 破 伤 风 梭 菌 芽 胞 正 圆 形, 比 菌 体 大, 位 于 顶 端, 状 如 鼓 锤 ( 图 l-17); 肉 毒 梭 菌 芽 胞 亦 比 菌 体 大, 位 于 次 极 端 图 l-16 图 l-17 芽 胞 形 成 在 形 态 学 上 可 分 Ⅰ~Ⅶ 7 个 期, 全 程 6~8d 始 于 对 数 生 长 期 末, 菌 细 胞 膜 进 行 性 地 内 陷 性 生 长, 逐 渐 形 成 双 层 膜 结 构, 包 被 核 质 成 为 芽 胞 的 核 心 细 胞 膜 又 能 合 成 特 殊 物 质, 在 内 膜 和 外 膜 间 形 成 细 胞 壁 和 皮 质 在 外 膜 外 围 再 形 成 芽 胞 壳 和 芽 胞 外 衣 成 熟 的 芽 胞 具 有 多 层 膜 结 构 ( 图 l-18) 芽 胞 核 心 (core) 是 芽 胞 的 原 生 质 体, 含 有 细 菌 原 有 的 核 质 和 核 糖 体 酶 类 等 主 要 生 命 基 质 核 心 的 外 层 依 次 为 内 膜 芽 胞 壁 皮 质 外 膜 芽 胞 壳 和 芽 胞 外 衣, 将 其 层 层 包 裹, 成 为 坚 实 的 球 体 内 膜 和 外 膜 由 原 来 的 细 胞 膜 形 成 芽 胞 壁 (spore wall) 含 肽 聚 糖, 发 芽 后 成 为 细 菌 的 细 胞 壁 皮 质 (cortex) 是 芽 胞 包 膜 中 最 厚 的 一 层, 由 一 种 特 殊 的 肽 聚 糖 组 成 芽 胞 壳 (coat) 是 一 种 类 似 角 蛋 白 的 疏 水 性 蛋 白 质, 致 密 无 通 透 性, 能 抗 化 学 药 物 进 入, 并 增 强 对 紫 外 线 照 射 的 抵 抗 力 有 些 细 菌 芽 胞 还 有 一 层 疏 松 的 芽 胞 外 衣 (exosporium), 含 有 脂 蛋 白 和 糖 类 图 l-18 26

27 芽 胞 形 成 后, 若 由 于 机 械 力 热 ph 改 变 等 刺 激 作 用 下, 破 坏 其 芽 胞 壳, 并 供 给 水 分 和 营 养, 芽 胞 可 发 芽, 形 成 新 的 菌 体 一 个 细 菌 只 形 成 一 个 芽 胞, 一 个 芽 胞 发 芽 也 只 生 成 一 个 菌 体, 细 菌 数 量 并 未 增 加, 因 而 芽 胞 不 是 细 菌 的 繁 殖 方 式 与 芽 胞 相 比, 未 形 成 芽 胞 而 具 有 繁 殖 能 力 的 菌 体 可 称 为 繁 殖 体 (vegetative form) 细 菌 的 芽 胞 发 芽 (germination) 成 繁 殖 体 的 过 程, 可 分 为 活 化 (activation) 启 动 (initiation) 和 长 出 (outgrowth) 三 个 连 续 阶 段 整 个 过 程 大 约 需 要 90min 热 刺 激 ( 如 60 1d 或 85 5min) 和 ph 值 降 低 均 可 活 化 芽 胞 发 芽,L- 丙 氨 酸 葡 萄 糖 肌 苷 和 腺 苷 均 为 启 动 剂 芽 胞 壳 经 活 化 后, 其 富 含 二 硫 键 的 蛋 白 构 型 变 化, 引 起 渗 透 性 改 变, 致 使 阳 离 子 渗 入, 细 胞 膜 脂 质 活 性 增 强, 并 启 动 电 子 传 递 链 同 时, 随 着 水 分 渗 入, 芽 胞 特 有 成 分 吡 啶 二 羧 酸 钙 皮 质 肽 聚 糖 和 芽 胞 壳 物 质 等 大 量 降 解, 使 芽 胞 通 透 性 加 强, 耐 热 抗 辐 射 等 特 性 消 失 由 于 代 谢 活 性 和 呼 吸 增 强, 生 物 合 成 加 速, 顺 序 为 RNA 蛋 白 质 脂 质, 最 后 是 DNA 继 而 芽 胞 核 心 体 积 增 大 皮 质 膨 松 芽 胞 壳 破 裂, 芽 管 长 出 并 逐 渐 长 大 发 育 成 新 的 繁 殖 体 细 胞 2. 芽 胞 的 功 能 细 菌 的 芽 胞 对 热 力 干 燥 辐 射 化 学 消 毒 剂 等 理 化 因 素 均 有 强 大 的 抵 抗 力 一 般 细 菌 繁 殖 体 在 80 水 中 迅 速 死 亡, 而 有 的 细 菌 芽 胞 可 耐 100 沸 水 数 小 时 被 炭 疽 芽 胞 杆 菌 芽 胞 污 染 的 草 原, 传 染 性 可 保 持 20 ~ 30 年 细 菌 芽 胞 并 不 直 接 引 起 疾 病, 仅 当 发 芽 成 为 繁 殖 体 后, 就 能 迅 速 大 量 繁 殖 而 致 病 例 如 土 壤 中 常 有 破 伤 风 梭 菌 的 芽 胞, 一 旦 外 伤 深 部 创 口 被 泥 土 污 染, 进 入 伤 口 的 芽 胞 在 适 宜 条 件 下 即 可 发 芽 成 繁 殖 体 再 致 病 被 芽 胞 污 染 的 用 具 敷 料 手 术 器 械 等, 用 一 般 方 法 不 易 将 其 杀 死, 杀 灭 芽 胞 最 可 靠 的 方 法 是 高 压 蒸 气 灭 菌 当 进 行 消 毒 灭 菌 时, 应 以 芽 胞 是 否 被 杀 死 作 为 判 断 灭 菌 效 果 的 指 标 细 菌 芽 胞 抵 抗 力 强 的 原 因, 可 能 与 下 列 因 素 有 关 :1 芽 胞 含 水 量 少, 约 占 繁 殖 体 的 40 %, 蛋 白 质 受 热 后 不 易 变 性 ;2 芽 胞 具 有 多 层 致 密 的 厚 膜, 理 化 因 素 不 易 透 入 ;2 芽 胞 的 核 心 和 皮 质 中 含 有 一 种 特 有 的 化 学 组 分 吡 啶 二 羧 酸 (dipicolinic acid,dpa),dpa 与 钙 结 合 生 成 的 盐 能 提 高 芽 胞 中 各 种 酶 的 热 稳 定 性 芽 胞 形 成 过 程 中 很 快 合 成 DPA, 同 时 也 获 得 耐 热 性 ; 芽 胞 发 芽 时, DPA 从 芽 胞 内 渗 出, 其 耐 热 性 亦 随 之 丧 失 27

28 第 三 节 细 菌 形 态 与 结 构 检 查 法 一 显 微 镜 放 大 法 细 菌 形 体 微 小, 肉 眼 不 能 直 接 看 到, 必 须 藉 助 显 微 镜 放 大 后 才 能 看 到 普 通 光 学 显 微 镜 普 通 光 学 显 微 镜 (light microscope) 以 可 见 光 ( 日 光 或 灯 光 ) 为 光 源, 波 长 0.4~0.7μm, 平 均 约 0.5μm 其 分 辨 率 为 光 波 波 长 的 一 半, 即 0.25μm 0.25μm 的 微 粒 经 油 镜 放 大 1000 倍 后 成 0.25mm, 人 的 眼 睛 便 能 看 清 一 般 细 菌 都 大 于 0.25μm, 故 可 用 普 通 光 学 显 微 镜 予 以 观 察 电 子 显 微 镜 电 子 显 微 镜 (electron microscope) 是 利 用 电 子 流 代 替 可 见 光 波, 以 电 磁 圈 代 替 放 大 透 镜 电 子 波 长 极 短, 约 为 0.005nm, 其 放 大 倍 数 可 达 数 十 万 倍, 能 分 辨 1nm 的 微 粒 不 仅 能 看 清 细 菌 的 外 形, 内 部 超 微 结 构 也 可 一 览 无 遗 电 子 显 微 镜 显 示 的 形 象, 可 投 射 到 荧 光 屏 上, 也 可 照 像 拍 摄 当 前 使 用 的 电 子 显 微 镜 有 两 类, 即 透 射 电 子 显 微 镜 (transmission electron microscope, TEM) 和 扫 描 电 子 显 微 镜 (scanning electron microscope, SEM) SEM 的 分 辨 率 一 般 较 TEM 低, 但 可 清 楚 地 显 露 观 察 物 体 的 三 维 立 体 图 像 配 合 电 子 显 微 镜 观 察 使 用 的 标 本 制 备 方 法 有 用 磷 钨 酸 或 钼 酸 铵 作 负 染 色 投 影 法 (shadowing) 超 薄 切 片 (ultrathin section) 冰 冻 蚀 刻 法 (freeze etching) 等 电 子 显 微 镜 标 本 须 在 真 空 干 燥 的 状 态 下 检 查, 故 不 能 观 察 活 的 微 生 物 此 外, 尚 有 暗 视 野 显 微 镜 (darkfield microscope) 相 差 显 微 镜 (phase contrast microscope) 荧 光 显 微 镜 (fluorescence microscope) 和 同 焦 点 显 微 镜 (cofocal microscope) 等, 适 用 于 观 察 不 同 情 况 下 的 细 菌 形 态 和 ( 或 ) 结 构 二 染 色 法 细 菌 体 小 半 透 明, 经 染 色 后 才 能 观 察 较 清 楚 染 色 法 是 染 色 剂 与 细 菌 细 胞 质 的 结 合 最 常 用 的 染 色 剂 是 盐 类 其 中, 碱 性 染 色 剂 (basic stain) 由 有 色 的 阳 离 子 和 无 色 的 阴 离 子 组 成, 酸 性 染 色 剂 (acidic stain) 则 相 反 菌 细 胞 富 含 核 酸, 可 以 与 带 正 电 荷 的 碱 性 染 色 剂 结 合 ; 酸 性 染 色 剂 不 能 使 细 菌 着 色, 而 使 背 景 着 色 形 成 反 差, 故 称 为 负 染 (negative staining) 染 色 法 有 多 种, 最 常 用 最 重 要 的 分 类 鉴 别 染 色 法 是 革 兰 染 色 法 (Gram stain) 该 法 是 丹 麦 细 菌 学 家 革 兰 (Hans Christian Gram) 于 1884 年 创 建, 至 今 28

29 仍 在 广 泛 应 用 标 本 固 定 后, 先 用 碱 性 染 料 结 晶 紫 初 染, 再 加 碘 液 媒 染, 使 之 生 成 结 晶 紫 碘 复 合 物 ; 此 时 不 同 细 菌 均 被 染 成 深 紫 色 然 后 用 95% 乙 醇 处 理, 有 些 细 菌 被 脱 色, 有 些 不 能 最 后 用 稀 释 复 红 或 沙 黄 复 染 此 法 可 将 细 菌 分 为 两 大 类 : 不 被 乙 醇 脱 色 仍 保 留 紫 色 者 为 革 兰 阳 性 菌, 被 乙 醇 脱 色 后 复 染 成 红 色 者 为 革 兰 阴 性 菌 革 兰 染 色 法 在 鉴 别 细 菌 选 择 抗 菌 药 物 研 究 细 菌 致 病 性 等 方 面 都 具 有 极 其 重 要 的 意 义 革 兰 染 色 法 的 原 理 尚 未 完 全 阐 明 但 与 菌 细 胞 壁 结 构 密 切 相 关, 如 果 在 结 晶 紫 碘 染 之 后, 乙 醇 脱 色 之 前 去 除 革 兰 阳 性 菌 的 细 胞 壁, 革 兰 阳 性 菌 细 胞 就 能 够 被 脱 色 目 前, 对 革 兰 阳 性 和 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 的 化 学 组 分 已 十 分 清 楚, 但 对 革 兰 阳 性 菌 细 胞 壁 阻 止 染 料 被 溶 出 的 原 因 尚 不 清 楚 细 菌 染 色 法 中 尚 有 单 染 色 法 抗 酸 染 色 法 以 及 荚 膜 芽 胞 鞭 毛 细 胞 壁 核 质 等 特 殊 染 色 法 ( 陈 锦 英 ) 29

30 第 2 章 细 菌 的 生 理 细 菌 的 生 理 活 动 包 括 摄 取 和 合 成 营 养 物 质, 进 行 新 陈 代 谢 及 生 长 繁 殖 整 个 生 理 活 动 的 中 心 是 新 陈 代 谢, 细 菌 的 代 谢 活 动 十 分 活 跃 而 且 多 样 化, 乃 至 繁 殖 迅 速 是 其 显 著 的 特 点 研 究 细 菌 的 生 理 活 动 不 仅 是 基 础 生 物 学 科 的 范 畴, 而 且 与 医 学 环 境 卫 生 工 农 业 生 产 等 都 密 切 相 关 诸 如 对 于 人 体 的 正 常 菌 群, 特 别 是 益 生 菌 (probiotic), 如 何 促 进 其 生 长 繁 殖 和 产 生 有 益 的 代 谢 产 物 对 于 致 病 菌, 了 解 其 代 谢 与 致 病 的 关 系, 设 计 和 寻 找 有 关 诊 断 和 防 治 的 方 法 利 用 细 菌 的 代 谢 来 净 化 环 境, 开 发 极 端 环 境 的 微 生 物 资 源 等 都 具 有 重 要 的 理 论 和 实 际 意 义 第 一 节 细 菌 的 理 化 性 状 一 细 菌 的 化 学 组 成 细 菌 和 其 他 生 物 细 胞 相 似, 含 有 多 种 化 学 成 分, 包 括 水 无 机 盐 蛋 白 质 糖 类 脂 质 和 核 酸 等 水 分 是 菌 细 胞 重 要 的 组 成 部 分, 占 细 胞 总 重 量 的 75%~90% 菌 细 胞 去 除 水 分 后, 主 要 为 有 机 物, 包 括 碳 氢 氮 氧 磷 和 硫 等 还 有 少 数 的 无 机 离 子, 如 钾 钠 铁 镁 钙 氯 等 ; 用 以 构 成 菌 细 胞 的 各 种 成 分 及 维 持 酶 的 活 性 和 跨 膜 化 学 梯 度 细 菌 尚 含 有 一 些 原 核 细 胞 型 微 生 物 所 特 有 的 化 学 组 成, 如 肽 聚 糖 胞 壁 酸 磷 壁 酸 D 型 氨 基 酸 二 氨 基 庚 二 酸 吡 啶 二 羧 酸 等 这 些 物 质 在 真 核 细 胞 中 还 未 发 现 二 细 菌 的 物 理 性 状 光 学 性 质 细 菌 为 半 透 明 体 当 光 线 照 射 至 细 菌, 部 分 被 吸 收, 部 分 被 折 射, 故 细 菌 悬 液 呈 混 浊 状 态 菌 数 越 多 浊 度 越 大, 使 用 比 浊 法 或 分 光 光 度 计 可 以 粗 略 地 估 计 细 菌 的 数 量 由 于 细 菌 具 有 这 种 光 学 性 质, 可 用 相 差 显 微 镜 观 察 其 形 态 和 结 构 表 面 积 细 菌 体 积 微 小, 相 对 表 面 积 大, 有 利 于 同 外 界 进 行 物 质 交 换 如 葡 萄 球 菌 直 径 约 1μm, 则 1cm 3 体 积 的 表 面 积 可 达 60000cm 2 ; 直 径 为 1cm 的 生 物 体, 每 cm 3 体 积 的 表 面 积 仅 6cm 2, 两 者 相 差 1 万 倍 因 此 细 菌 的 代 谢 旺 盛, 繁 殖 迅 速 带 电 现 象 细 菌 固 体 成 分 的 50%~80% 是 蛋 白 质, 蛋 白 质 由 兼 性 离 子 氨 基 酸 组 成 革 兰 阳 性 菌 pi 为 2~3, 革 兰 阴 性 菌 pi 为 4~5, 故 在 近 中 性 或 弱 碱 性 环 境 30

31 中, 细 菌 均 带 负 电 荷, 尤 以 前 者 所 带 电 荷 更 多 细 菌 的 带 电 现 象 与 细 菌 的 染 色 反 应 凝 集 反 应 抑 菌 和 杀 菌 作 用 等 都 有 密 切 关 系 半 透 性 细 菌 的 细 胞 壁 和 细 胞 膜 都 有 半 透 性, 允 许 水 及 部 分 小 分 子 物 质 通 过, 有 利 于 吸 收 营 养 和 排 出 代 谢 产 物 渗 透 压 细 菌 体 内 含 有 高 浓 度 的 营 养 物 质 和 无 机 盐, 一 般 革 兰 阳 性 菌 的 渗 透 压 高 达 20~25 个 大 气 压, 革 兰 阴 性 菌 为 5~6 个 大 气 压 细 菌 所 处 一 般 环 境 相 对 低 渗, 但 有 坚 韧 细 胞 壁 的 保 护 不 致 崩 裂 若 处 于 比 菌 内 渗 透 压 更 高 的 环 境 中, 菌 体 内 水 分 逸 出, 胞 质 浓 缩, 细 菌 就 不 能 生 长 繁 殖 第 二 节 细 菌 的 营 养 与 生 长 繁 殖 一 细 菌 的 营 养 类 型 各 类 细 菌 的 酶 系 统 不 同, 代 谢 活 性 各 异, 因 而 对 营 养 物 质 的 需 要 也 不 同 根 据 细 菌 所 利 用 的 能 源 和 碳 源 的 不 同, 将 细 菌 分 为 两 大 营 养 类 型 2 自 养 菌 (autotroph) 该 类 菌 以 简 单 的 无 机 物 为 原 料, 如 利 用 CO 2 CO 3 作 为 碳 源, 利 用 N 2 NH 3 NO 2 NO 3 等 作 为 氮 源, 合 成 菌 体 成 分 这 类 细 菌 所 需 能 量 来 自 无 机 物 的 氧 化 称 为 化 能 自 养 菌 (chemotroph), 或 通 过 光 合 作 用 获 得 能 量 称 为 光 能 自 养 菌 (phototroph) 异 养 菌 (heterotroph) 该 类 菌 必 须 以 多 种 有 机 物 为 原 料, 如 蛋 白 质 糖 类 等, 才 能 合 成 菌 体 成 分 并 获 得 能 量 异 养 菌 包 括 腐 生 菌 (saprophyte) 和 寄 生 菌 (parasite) 腐 生 菌 以 动 植 物 尸 体 腐 败 食 物 等 作 为 营 养 物 ; 寄 生 菌 寄 生 于 活 体 内, 从 宿 主 的 有 机 物 获 得 营 养 所 有 的 病 原 菌 都 是 异 养 菌, 大 部 分 属 寄 生 菌 二 细 菌 的 营 养 物 质 对 细 菌 进 行 人 工 培 养 时, 必 须 供 给 其 生 长 所 必 须 的 各 种 成 分, 一 般 包 括 水 碳 源 氮 源 无 机 盐 和 生 长 因 子 等 水 细 菌 所 需 营 养 物 质 必 须 先 溶 于 水, 营 养 的 吸 收 与 代 谢 均 需 有 水 才 能 进 行 碳 源 各 种 碳 的 无 机 或 有 机 物 都 能 被 细 菌 吸 收 和 利 用, 合 成 菌 体 组 分 和 作 为 获 得 能 量 的 主 要 来 源 病 原 菌 主 要 从 糖 类 获 得 碳 氮 源 细 菌 对 氮 源 的 需 要 量 仅 次 于 碳 源, 其 主 要 功 能 是 作 为 菌 体 成 分 的 原 31

32 料 很 多 细 菌 可 以 利 用 有 机 氮 化 物, 病 原 性 微 生 物 主 要 从 氨 基 酸 蛋 白 胨 等 有 机 氮 化 物 中 获 得 氮 少 数 病 原 菌 如 克 雷 伯 菌 亦 可 利 用 硝 酸 盐 甚 至 氮 气, 但 利 用 率 较 低 无 机 盐 细 菌 需 要 各 种 无 机 盐 以 提 供 细 菌 生 长 的 各 种 元 素, 其 需 要 浓 度 在 10-3 ~10-4 mol/l 的 元 素 为 常 用 元 素, 其 需 要 浓 度 在 10-6 ~10-8 mol/l 元 素 为 微 量 元 素 前 者 如 磷 硫 钾 钠 镁 钙 铁 等 ; 后 者 如 钴 锌 锰 铜 钼 等 各 类 无 机 盐 的 功 用 如 下 :1 构 成 有 机 化 合 物, 成 为 菌 体 的 成 分 ;2 作 为 酶 的 组 成 部 分, 维 持 酶 的 活 性 ;3 参 与 能 量 的 储 存 和 转 运 ;4 调 节 菌 体 内 外 的 渗 透 压 ; 5 某 些 元 素 与 细 菌 的 生 长 繁 殖 和 致 病 作 用 密 切 相 关 例 如 白 喉 棒 状 杆 菌 在 含 铁 0.14mg/L 的 培 养 基 中 毒 素 量 最 高, 铁 的 浓 度 达 到 0.6mg/L 时 则 完 全 不 产 毒 在 人 体 内, 大 部 分 铁 均 结 合 在 铁 蛋 白 乳 铁 蛋 白 或 转 铁 蛋 白 中, 细 菌 必 须 与 人 体 细 胞 竞 争 得 到 铁 才 能 生 长 繁 殖 具 有 载 铁 体 (siderophore) 的 细 菌 就 有 此 竞 争 力, 它 可 与 铁 螯 合 和 溶 解 铁, 并 带 入 菌 体 内 以 供 代 谢 之 需 如 结 核 分 枝 杆 菌 的 有 毒 株 和 无 毒 株 的 一 个 重 要 区 别 就 是 前 者 有 一 种 称 为 分 枝 菌 素 (mycobactin) 的 载 铁 体, 而 后 者 则 无 一 些 微 量 元 素 并 非 所 有 细 菌 都 需 要, 不 同 菌 只 需 其 中 的 一 种 或 数 种 生 长 因 子 许 多 细 菌 的 生 长 还 需 一 些 自 身 不 能 合 成 的 生 长 因 子 (growth factor), 通 常 为 有 机 化 合 物, 包 括 维 生 素 某 些 氨 基 酸 嘌 呤 嘧 啶 等 少 数 细 菌 还 需 特 殊 的 生 长 因 子, 如 流 感 嗜 血 杆 菌 需 要 Х Ⅴ 两 种 因 子,Ⅹ 因 子 是 高 铁 血 红 素,Ⅴ 因 子 是 辅 酶 Ⅰ 或 辅 酶 Ⅱ, 两 者 为 细 菌 呼 吸 所 必 需 三 细 菌 摄 取 营 养 物 质 的 机 制 水 和 水 溶 性 物 质 可 以 通 过 具 有 半 透 膜 性 质 的 细 胞 壁 和 细 胞 膜 进 入 细 胞 内, 蛋 白 质 多 糖 等 大 分 子 营 养 物 需 经 细 菌 分 泌 的 胞 外 酶 的 作 用 分 解 成 小 分 子 物 质 才 能 被 吸 收 营 养 物 质 进 入 菌 体 内 的 方 式 有 被 动 扩 散 和 主 动 转 运 系 统 被 动 扩 散 被 动 扩 散 指 营 养 物 质 从 浓 度 高 向 浓 度 低 的 一 侧 扩 散, 其 驱 动 力 是 浓 度 梯 度, 不 需 要 提 供 能 量 将 不 需 要 任 何 细 菌 组 分 的 帮 助, 营 养 物 就 可 以 进 入 细 胞 质 内 的 过 程 称 为 简 单 扩 散 如 果 需 要 菌 细 胞 的 特 异 性 蛋 白 来 帮 助 或 促 进 营 养 物 的 跨 膜 转 运 称 为 易 化 扩 散 如 甘 油 的 转 运 就 属 于 后 者, 进 入 细 胞 内 的 甘 油 要 被 甘 油 激 酶 催 化 形 成 磷 酸 甘 油 才 能 在 菌 体 内 积 累 32

33 主 动 转 运 系 统 主 动 转 运 系 统 是 细 菌 吸 收 营 养 物 质 的 主 要 方 式, 其 特 点 是 营 养 物 质 从 浓 度 低 向 浓 度 高 的 一 侧 转 运, 并 需 要 提 供 能 量 细 菌 有 如 下 三 种 主 动 转 运 系 统 : 1. 依 赖 于 周 浆 间 隙 结 合 蛋 白 的 转 运 系 统 (periplasmic-binding protein-dependent transport system): 营 养 物 与 周 浆 间 隙 内 的 受 体 蛋 白 结 合 后, 引 起 后 者 构 型 的 改 变, 继 而 将 营 养 物 转 送 给 细 胞 膜 上 的 ATP 结 合 型 载 体 (ATP-binding cassette-type carrier), 导 致 ATP 水 解 提 供 能 量 和 营 养 物 通 过 细 胞 膜 进 入 胞 质 内 革 兰 阳 性 菌 以 膜 结 合 脂 蛋 白 作 为 该 系 统 的 受 体 蛋 白 2. 化 学 渗 透 驱 使 转 运 系 统 (chemiosmotic-driven transport system): 该 系 统 利 用 膜 内 外 两 侧 质 子 或 离 子 浓 度 差 产 生 的 质 子 动 力 (proton motive force) 或 钠 动 力 (sodium motive force) 作 为 驱 使 营 养 物 越 膜 转 移 的 能 量 转 运 营 养 物 的 载 体 是 电 化 学 离 子 梯 度 透 性 酶, 这 种 酶 是 一 种 能 够 进 行 可 逆 性 氧 化 还 原 反 应 的 疏 水 性 膜 蛋 白, 即 在 氧 化 状 态 与 营 养 物 结 合, 而 在 还 原 状 态 时 其 构 象 发 生 变 化, 使 营 养 物 释 放 进 入 胞 质 内 3. 基 团 转 移 (group translation): 营 养 物 在 转 运 的 过 程 中 被 磷 酸 化, 并 将 营 养 物 的 转 运 与 代 谢 相 结 合, 更 为 有 效 地 利 用 能 量 如 大 肠 埃 希 菌 摄 入 葡 萄 糖 需 要 的 磷 酸 转 移 酶 系 统, 细 胞 膜 上 的 载 体 蛋 白 首 先 在 胞 质 内 从 磷 酸 烯 醇 丙 酮 酸 获 得 磷 酸 基 团 后, 在 细 胞 膜 的 外 表 面 与 葡 萄 糖 相 结 合, 将 其 送 入 胞 质 内 后 释 放 出 6- 磷 酸 葡 萄 糖 经 过 磷 酸 化 的 葡 萄 糖 在 胞 内 累 积, 不 能 再 逸 出 菌 体 该 系 统 的 能 量 供 体 是 磷 酸 烯 醇 丙 酮 酸 需 要 指 出 的 是 各 种 细 菌 的 转 运 营 养 物 质 的 方 式 不 同, 即 使 对 同 一 种 物 质, 不 同 细 菌 的 摄 取 方 式 也 不 一 样 四 影 响 细 菌 生 长 的 环 境 因 素 营 养 物 质 能 量 和 适 宜 的 环 境 是 细 菌 生 长 繁 殖 的 必 备 条 件 营 养 物 质 充 足 的 营 养 物 质 可 以 为 细 菌 的 新 陈 代 谢 及 生 长 繁 殖 提 供 必 要 的 原 料 和 充 足 的 能 量 氢 离 子 浓 度 (ph) 每 种 细 菌 都 有 一 个 可 生 长 的 ph 范 围, 以 及 最 适 生 长 ph 大 多 数 嗜 中 性 细 菌 生 长 的 ph 范 围 是 6.0~8.0, 嗜 酸 性 细 菌 最 适 生 长 ph 可 低 至 3.0, 嗜 碱 性 细 菌 最 适 生 长 ph 可 高 达 10.5 多 数 病 原 菌 最 适 ph 为 7.2~7.6, 在 宿 主 体 内 极 易 生 存 ; 个 别 细 菌 如 霍 乱 弧 菌 在 ph8.4~9.2 生 长 最 好, 结 核 杆 菌 生 长 的 最 适 ph 为 6.5~6.8 细 菌 依 靠 细 胞 膜 上 的 质 子 转 运 系 统 调 节 菌 体 内 的 ph, 使 其 保 持 稳 定, 包 括 ATP 驱 使 的 质 子 泵,Na + /H + 和 K + /H + 交 换 系 统. 33

34 温 度 各 类 细 菌 对 温 度 的 要 求 不 一 藉 此 分 为 嗜 冷 菌 (psychrophile), 其 生 长 范 围 -5~30, 最 适 生 长 为 10~20 ; 嗜 温 菌 (mesophile), 生 长 范 围 10~45, 最 适 20~40 ; 嗜 热 菌 (thermophile), 生 长 范 围 25~95, 最 适 50~60 病 原 菌 在 长 期 进 化 过 程 中 适 应 人 体 环 境, 均 为 嗜 温 菌, 最 适 生 长 温 度 为 人 的 体 温, 即 37 当 细 菌 突 然 暴 露 于 高 出 适 宜 生 长 温 度 的 环 境 时, 可 暂 时 合 成 热 休 克 蛋 白 (heat-shock proteins) 这 种 蛋 白 对 热 有 抵 抗 性, 并 可 稳 定 菌 体 内 热 敏 感 的 蛋 白 质 气 体 根 据 细 菌 代 谢 时 对 分 子 氧 的 需 要 与 否, 可 以 分 为 四 类 1. 专 性 需 氧 菌 (obligate aerobe) 具 有 完 善 的 呼 吸 酶 系 统, 需 要 分 子 氧 作 为 受 氢 体 以 完 成 需 氧 呼 吸, 仅 能 在 有 氧 环 境 下 生 长 如 结 核 分 枝 杆 菌 霍 乱 弧 菌 2. 微 需 氧 菌 (microaerophilic bacterium) 在 低 氧 压 (5%~ 6%) 生 长 最 好, 氧 浓 度 >10% 对 其 有 抑 制 作 用 如 空 肠 弯 曲 菌 幽 门 螺 杆 菌 3. 兼 性 厌 氧 菌 (facultative anaerobe) 兼 有 需 氧 呼 吸 和 无 氧 发 酵 两 种 功 能, 不 论 在 有 氧 或 无 氧 环 境 中 都 能 生 长, 但 以 有 氧 时 生 长 较 好 大 多 数 病 原 菌 属 于 此 4. 专 性 厌 氧 菌 (obligate anaerobe) 缺 乏 完 善 的 呼 吸 酶 系 统, 利 用 氧 以 外 的 其 他 物 质 作 为 受 氢 体, 只 能 在 无 氧 环 境 中 进 行 发 酵 有 游 离 氧 存 在 时, 不 但 不 能 利 用 分 子 氧, 且 还 将 受 其 毒 害, 甚 至 死 亡 如 破 伤 风 梭 菌 脆 弱 类 杆 菌 专 性 厌 氧 菌 在 有 氧 环 境 中 不 能 生 长, 可 能 由 于 下 述 原 因 : (1) 缺 乏 氧 化 还 原 电 势 (Eh) 高 的 呼 吸 酶 : 各 种 物 质 均 有 其 固 有 的 Eh 在 氧 化 还 原 过 程 中,Eh 高 的 物 质 可 氧 化 Eh 低 的 物 质, 反 之 不 能 人 组 织 的 Eh 约 为 150mV, 普 通 培 养 基 在 有 氧 环 境 中 Eh 可 达 300mV 左 右, 因 此 细 菌 必 须 具 有 Eh 比 它 们 更 高 的 呼 吸 酶, 如 细 胞 色 素 和 细 胞 色 素 氧 化 酶, 才 能 氧 化 环 境 中 的 营 养 物 质 专 性 厌 氧 菌 缺 乏 这 类 高 Eh 呼 吸 酶, 只 能 在 120mV 以 下 的 Eh 时 生 长, 有 氧 时 Eh 高 于 此 值, 故 不 能 生 长 (2) 缺 乏 分 解 有 毒 氧 基 团 的 酶 : 细 菌 在 有 氧 环 境 中 代 谢 时, 常 产 生 具 有 强 烈 杀 菌 作 用 的 超 氧 阴 离 子 (O - 2 ) 和 过 氧 化 氢 (H 2 O 2 ) 在 有 铁 存 在 条 件 下, 这 两 种 物 质 还 可 产 生 对 生 物 大 分 子 有 损 害 作 用 的 羟 基 (. OH) Fe 3+ /Fe 2+ 34

35 O H 2 O 2 O 2 + OH - +. OH 需 氧 菌 有 超 氧 化 物 歧 化 酶 (superoxide dismutase, SOD) 和 触 酶 (catalase), 前 者 将 超 氧 离 子 还 原 成 过 氧 化 氢, 后 者 将 过 氧 化 氢 分 解 为 水 和 分 子 氧 SOD 2O H + H 2 O 2 + O 2 触 酶 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 有 的 细 菌 不 产 生 触 酶, 而 是 产 生 过 氧 化 物 酶 (peroxidase), 将 H 2 O 2 还 原 成 无 毒 的 水 分 子 过 氧 化 物 酶 H 2 O 2 + AH 2 2H 2 O +A( 某 种 有 机 物 ) 繁 殖 专 性 厌 氧 菌 缺 乏 这 三 种 酶, 故 在 有 氧 时 受 到 有 毒 氧 基 团 的 影 响, 就 不 能 生 长 渗 透 压 一 般 培 养 基 的 盐 浓 度 和 渗 透 压 对 大 多 数 细 菌 是 安 全 的, 少 数 细 菌 如 嗜 盐 菌 (halophilic bacterium) 需 要 在 高 浓 度 (3%) 的 NaCl 环 境 中 生 长 良 好 五 细 菌 的 生 长 繁 殖 细 菌 的 生 长 繁 殖 表 现 为 细 菌 的 组 分 和 数 量 的 增 加 细 菌 个 体 的 生 长 繁 殖 细 菌 一 般 以 简 单 的 二 分 裂 方 式 (binary fission) 进 行 无 性 繁 殖 在 适 宜 条 件 下, 多 数 细 菌 繁 殖 速 度 很 快 细 菌 分 裂 数 量 倍 增 所 需 要 的 时 间 称 为 代 时 (generation time), 多 数 细 菌 为 20~30 min 个 别 细 菌 繁 殖 速 度 较 慢, 如 结 核 分 枝 杆 菌 的 代 时 达 18~20 h 细 菌 分 裂 时 菌 细 胞 首 先 增 大, 染 色 体 复 制 革 兰 阳 性 菌 的 染 色 体 与 中 介 体 相 连, 当 染 色 体 复 制 时, 中 介 体 一 分 为 二, 各 向 两 端 移 动, 分 别 将 复 制 好 的 一 条 染 色 体 拉 向 细 胞 的 一 侧 接 着 染 色 体 中 部 的 细 胞 膜 向 内 陷 入, 形 成 横 隔 同 时 细 胞 壁 亦 向 内 生 长, 最 后 肽 聚 糖 水 解 酶 使 细 胞 壁 的 肽 聚 糖 的 共 价 键 断 裂, 分 裂 成 为 两 个 菌 细 胞 革 兰 阴 性 菌 无 中 介 体, 染 色 体 直 接 连 接 在 细 胞 膜 上 复 制 产 生 的 新 染 色 体 则 附 着 在 邻 近 的 一 点 上, 在 两 点 间 形 成 的 新 细 胞 膜 将 各 自 的 染 色 体 分 隔 在 两 侧 最 后 细 胞 壁 沿 横 隔 内 陷, 整 个 细 胞 分 裂 成 两 个 子 代 细 胞 35

36 细 菌 群 体 的 生 长 繁 殖 细 菌 生 长 速 度 很 快, 一 般 细 菌 约 20 min 分 裂 一 次 若 按 此 速 度 计 算, 一 个 细 胞 经 7 h 可 繁 殖 到 约 200 万 个,10 h 后 可 达 10 亿 以 上, 细 菌 群 体 将 庞 大 到 难 以 想 象 的 程 度 但 事 实 上 由 于 细 菌 繁 殖 中 营 养 物 质 的 逐 渐 耗 竭, 有 害 代 谢 产 物 的 逐 渐 积 累, 细 菌 不 可 能 始 终 保 持 高 速 度 的 无 限 繁 殖 经 过 一 段 时 间 后, 细 菌 繁 殖 速 度 渐 减, 死 亡 菌 数 增 多, 活 菌 增 长 率 随 之 下 降 并 趋 于 停 滞 将 一 定 数 量 的 细 菌 接 种 于 适 宜 的 液 体 培 养 基 中, 连 续 定 时 取 样 检 查 活 菌 数, 可 发 现 其 生 长 过 程 的 规 律 性 以 培 养 时 间 为 横 坐 标, 培 养 物 中 活 菌 数 的 对 数 为 纵 坐 标, 可 绘 制 出 一 条 生 长 曲 线 (growth curve)( 图 2-1) 图 2-1 根 据 生 长 曲 线, 细 菌 的 群 体 生 长 繁 殖 可 分 为 四 期 : 1. 迟 缓 期 (lag phase) 细 菌 进 入 新 环 境 后 的 短 暂 适 应 阶 段 该 期 菌 体 增 大, 代 谢 活 跃, 为 细 菌 的 分 裂 繁 殖 合 成 并 积 累 充 足 的 酶 辅 酶 和 中 间 代 谢 产 物 ; 但 分 裂 迟 缓, 繁 殖 极 少 迟 缓 期 长 短 不 一, 按 菌 种 接 种 菌 的 菌 龄 和 菌 量, 以 及 营 养 物 等 不 同 而 异, 一 般 为 1~ 4 h 2. 对 数 期 (logarithmic phase) 又 称 指 数 期 (exponential phase) 细 菌 在 该 期 生 长 迅 速, 活 菌 数 以 恒 定 的 几 何 级 数 增 长, 生 长 曲 线 图 上 细 菌 数 的 对 数 呈 直 线 上 升, 达 到 顶 峰 状 态 此 期 细 菌 的 形 态 染 色 性 生 理 活 性 等 都 较 典 型, 对 外 界 环 境 因 素 的 作 用 敏 感 因 此, 研 究 细 菌 的 生 物 学 性 状 ( 形 态 染 色 生 化 反 应 药 物 敏 感 试 验 等 ) 应 选 用 该 期 的 细 菌 一 般 细 菌 对 数 期 在 培 养 后 的 8~18h 3. 稳 定 期 (stationary phase) 由 于 培 养 基 中 营 养 物 质 消 耗, 有 害 代 谢 产 物 积 聚, 该 期 细 菌 繁 殖 速 度 渐 减, 死 亡 数 逐 渐 增 加, 细 菌 形 态 染 色 性 和 生 理 性 状 常 有 改 变 一 些 细 菌 的 芽 胞 外 毒 素 和 抗 生 素 等 代 谢 产 物 大 多 在 稳 定 期 产 生 4. 衰 亡 期 (decline phase) 稳 定 期 后 细 菌 繁 殖 越 来 越 慢, 死 亡 数 越 来 越 多, 并 超 过 活 菌 数 该 期 细 菌 形 态 显 著 改 变, 出 现 衰 退 型 或 菌 体 自 溶, 难 以 辨 认 ; 生 理 代 谢 活 动 也 趋 于 停 滞 因 此, 陈 旧 培 养 的 细 菌 难 以 鉴 定 细 菌 生 长 曲 线 只 有 在 体 外 人 工 培 养 的 条 件 下 才 能 观 察 到 在 自 然 界 或 人 类 动 物 体 内 繁 殖 时, 受 多 种 环 境 因 素 和 机 体 免 疫 因 素 的 多 方 面 影 响, 不 可 能 出 现 在 培 养 基 中 的 那 种 典 型 的 生 长 曲 线 36

37 细 菌 的 生 长 曲 线 在 研 究 工 作 和 生 产 实 践 中 都 有 指 导 意 义 掌 握 细 菌 生 长 规 律, 可 以 人 为 地 改 变 培 养 条 件, 调 整 细 菌 的 生 长 繁 殖 阶 段, 更 为 有 效 地 利 用 对 人 类 有 益 的 细 菌 例 如 在 培 养 过 程 中, 不 断 地 更 新 培 养 液 和 对 需 氧 菌 进 行 通 气, 使 细 菌 长 时 间 地 处 于 生 长 旺 盛 的 对 数 期, 这 种 培 养 称 为 连 续 培 养 第 三 节 细 菌 的 新 陈 代 谢 和 能 量 转 换 细 菌 的 新 陈 代 谢 是 指 菌 细 胞 内 分 解 代 谢 与 合 成 代 谢 的 总 和, 其 显 著 特 点 是 代 谢 旺 盛 和 代 谢 类 型 的 多 样 化 细 菌 的 代 谢 过 程 以 胞 外 酶 水 解 外 环 境 中 的 大 分 子 营 养 物 质 开 始, 产 生 亚 单 位 分 子 ( 单 糖 短 肽 脂 肪 酸 ), 经 主 动 或 被 动 转 运 机 制 进 入 胞 质 内 这 些 亚 单 位 分 子 在 一 系 列 酶 的 催 化 作 用 下, 经 过 一 种 或 多 种 途 径 转 变 为 共 同 通 用 的 中 间 产 物 丙 酮 酸 ; 再 从 丙 酮 酸 进 一 步 分 解 产 生 能 量 或 合 成 新 的 碳 水 化 合 物 氨 基 酸 脂 类 和 核 酸 在 上 述 过 程 中, 底 物 分 解 和 转 化 为 能 量 的 过 程 称 为 分 解 代 谢 ; 所 产 生 的 能 量 用 于 细 胞 组 分 的 合 成 称 为 合 成 代 谢 ; 将 两 者 紧 密 结 合 在 一 起 称 为 中 间 代 谢 伴 随 代 谢 过 程 细 菌 还 将 产 生 许 多 在 医 学 上 有 重 要 意 义 的 代 谢 产 物 一 细 菌 的 能 量 代 谢 细 菌 能 量 代 谢 活 动 中 主 要 涉 及 ATP 形 式 的 化 学 能 细 菌 的 有 机 物 分 解 或 无 机 物 氧 化 过 程 中 释 放 的 能 量 通 过 底 物 磷 酸 化 或 氧 化 磷 酸 化 合 成 ATP 生 物 体 能 量 代 谢 的 基 本 生 化 反 应 是 生 物 氧 化 生 物 氧 化 的 方 式 包 括 加 氧 脱 氢 和 脱 电 子 反 应, 细 菌 则 以 脱 氢 或 氢 的 传 递 更 为 常 见 在 有 氧 或 无 氧 环 境 中, 各 种 细 菌 的 生 物 氧 化 过 程 代 谢 产 物 和 产 生 能 量 的 多 少 均 有 所 不 同 以 有 机 物 为 受 氢 体 的 称 为 发 酵 ; 以 无 机 物 为 受 氢 体 的 称 为 呼 吸, 其 中 以 分 子 氧 为 受 氢 体 的 是 有 氧 呼 吸, 以 其 他 无 机 物 ( 硝 酸 盐 硫 酸 盐 等 ) 为 受 氢 体 的 是 厌 氧 呼 吸 需 氧 呼 吸 在 有 氧 条 件 下 进 行, 厌 氧 呼 吸 和 发 酵 必 须 在 无 氧 条 件 下 进 行 病 原 菌 合 成 细 胞 组 分 和 获 得 能 量 的 基 质 ( 生 物 氧 化 的 底 物 ) 主 要 为 糖 类, 通 过 糖 的 氧 化 或 酵 解 释 放 能 量, 并 以 高 能 磷 酸 键 的 形 式 (ADP ATP) 储 存 能 量 现 以 葡 萄 糖 为 例, 简 述 细 菌 的 能 量 代 谢 发 酵 1.EMP(Embden-Meyerhof-Parnas) 途 径 又 称 糖 酵 解 这 是 大 多 数 细 菌 共 有 37

38 的 基 本 代 谢 途 径, 专 性 厌 氧 菌 产 能 的 唯 一 途 径 反 应 最 终 的 受 氢 体 为 未 彻 底 氧 化 的 中 间 代 谢 产 物, 产 生 能 量 远 比 需 氧 呼 吸 少 1 分 子 葡 萄 糖 可 生 成 2 分 子 丙 酮 酸, 产 生 2 分 子 ATP 和 2 分 子 NADH + H + 关 于 丙 酮 酸 以 后 的 代 谢 随 细 菌 的 种 类 不 同 而 异 2. 磷 酸 戊 糖 途 径 又 称 一 磷 酸 己 糖 (hoxose monophasphote, HMP) 途 径, 是 EMP 途 径 的 分 支, 由 己 糖 生 成 戊 糖 的 循 环 途 径 其 主 要 功 能 是 为 生 物 合 成 提 供 前 体 和 还 原 能, 反 应 获 得 的 12(NADPH+H + ) 可 供 进 一 步 利 用, 产 能 效 果 仅 为 EMP 途 径 的 一 半, 所 以 不 是 产 能 的 主 要 途 径 需 氧 呼 吸 1 分 子 葡 萄 糖 在 有 氧 条 件 下 彻 底 氧 化, 生 成 CO 2 H 2 O, 并 产 生 38 分 子 ATP 需 氧 呼 吸 中, 葡 萄 糖 经 过 EMP 途 径 生 成 丙 酮 酸, 后 者 脱 羧 产 生 乙 酰 辅 酶 A 后 进 入 三 羧 酸 循 环 彻 底 氧 化 然 后 将 脱 出 的 氢 进 入 电 子 传 递 链 进 行 氧 化 磷 酸 化, 最 终 以 分 子 氧 作 为 受 氢 体 需 氧 菌 和 兼 性 厌 氧 菌 进 行 需 氧 呼 吸 厌 氧 呼 吸 专 性 厌 氧 菌 没 有 需 氧 电 子 传 递 链 和 完 整 的 三 羧 酸 循 环,1 分 子 葡 2- 萄 糖 经 厌 氧 糖 酵 解 只 能 产 生 2 分 子 ATP, 最 终 以 外 源 的 无 机 氧 化 物 (CO 2 SO 4 NO 3 ) 作 为 受 氢 体 的 一 类 产 能 效 率 低 的 特 殊 呼 吸 二 细 菌 的 代 谢 产 物 ( 一 ) 分 解 代 谢 产 物 和 细 菌 的 生 化 反 应 各 种 细 菌 所 具 有 的 酶 不 完 全 相 同, 对 营 养 物 质 的 分 解 能 力 亦 不 一 致, 因 而 其 代 谢 产 物 有 别 根 据 此 特 点, 利 用 生 物 化 学 方 法 来 鉴 别 不 同 细 菌 称 为 细 菌 的 生 化 反 应 试 验 常 见 的 有 : 糖 发 酵 试 验 不 同 细 菌 分 解 糖 类 的 能 力 和 代 谢 产 物 不 同 例 如 大 肠 埃 希 菌 能 发 酵 葡 萄 糖 和 乳 糖 ; 而 伤 寒 沙 门 菌 可 发 酵 葡 萄 糖, 但 不 能 发 酵 乳 糖 即 使 两 种 细 菌 均 可 发 酵 同 一 糖 类, 其 结 果 也 不 尽 相 同, 如 大 肠 埃 希 菌 有 甲 酸 脱 氢 酶, 能 将 葡 萄 糖 发 酵 生 成 的 甲 酸 进 一 步 分 解 为 CO 2 和 H 2, 故 产 酸 并 产 气 ; 而 伤 寒 沙 门 菌 缺 乏 该 酶, 发 酵 葡 萄 糖 仅 产 酸 不 产 气 VP(Voges Voges-Proskauer Proskauer) 试 验 大 肠 埃 希 菌 和 产 气 杆 菌 均 能 发 酵 葡 萄 糖, 产 酸 产 气, 两 者 不 能 区 别 但 产 气 杆 菌 能 使 丙 酮 酸 脱 羧 生 成 中 性 的 乙 酰 甲 基 甲 醇, 后 者 在 碱 性 溶 液 中 被 氧 化 生 成 二 乙 酰, 二 乙 酰 与 含 胍 基 化 合 物 反 应 生 成 红 色 化 合 物, 是 为 VP 试 验 阳 性 大 肠 埃 希 菌 不 能 生 成 乙 酰 甲 基 甲 醇, 故 VP 试 验 阴 性, 甲 基 红 (methyl red) 试 验 产 气 杆 菌 分 解 葡 萄 糖 产 生 丙 酮 酸, 后 者 经 脱 38

39 羧 后 生 成 中 性 的 乙 酰 甲 基 甲 醇, 故 培 养 液 ph>5.4, 甲 基 红 指 示 剂 呈 桔 黄 色, 是 为 甲 基 红 试 验 阴 性 大 肠 埃 希 菌 分 解 葡 萄 糖 产 生 丙 酮 酸, 培 养 液 ph 4.5, 甲 基 红 指 示 剂 呈 红 色, 则 为 甲 基 红 试 验 阳 性 枸 橼 酸 盐 利 用 (citrate utilization) 试 验 当 某 些 细 菌 ( 如 产 气 杆 菌 ) 利 用 铵 盐 作 为 唯 一 氮 源, 并 利 用 枸 橼 酸 盐 作 为 唯 一 碳 源 时, 可 在 枸 橼 酸 盐 培 养 基 上 生 长, 分 解 枸 橼 酸 盐 生 成 碳 酸 盐, 并 分 解 铵 盐 生 成 氨, 使 培 养 基 变 为 碱 性, 是 为 该 试 验 阳 性 大 肠 埃 希 菌 不 能 利 用 枸 橼 酸 盐 为 唯 一 碳 源, 故 在 该 培 养 基 上 不 能 生 长, 是 为 枸 橼 酸 盐 试 验 阴 性 吲 哚 (indol indol) 试 验 有 些 细 菌 如 大 肠 埃 希 菌 变 形 杆 菌 霍 乱 弧 菌 等 能 分 解 培 养 基 中 的 色 氨 酸 生 成 吲 哚 ( 靛 基 质 ), 经 与 试 剂 中 的 对 二 甲 基 氨 基 苯 甲 醛 作 用, 生 成 玫 瑰 吲 哚 而 呈 红 色, 是 为 吲 哚 试 验 阳 性 硫 化 氢 试 验 有 些 细 菌 如 沙 门 菌 变 形 杆 菌 等 能 分 解 培 养 基 中 的 含 硫 氨 基 酸 ( 如 胱 氨 酸 甲 硫 氨 酸 ) 生 成 硫 化 氢, 硫 化 氢 遇 铅 或 铁 离 子 生 成 黑 色 的 硫 化 物 尿 素 酶 试 验 变 形 杆 菌 有 尿 素 酶, 能 分 解 培 养 基 中 的 尿 素 产 生 氨, 使 培 养 基 变 碱, 以 酚 红 为 指 示 剂 检 测 为 红 色, 是 为 尿 素 酶 试 验 阳 性 细 菌 的 生 化 反 应 用 于 鉴 别 细 菌, 尤 其 对 形 态 革 兰 染 色 反 应 和 培 养 特 性 相 同 或 相 似 的 细 菌 更 为 重 要 吲 哚 (I) 甲 基 红 (M) VP(V) 枸 橼 酸 盐 利 用 (C) 四 种 试 验 常 用 于 鉴 定 肠 道 杆 菌, 合 称 为 IMViC 试 验 例 如 大 肠 埃 希 菌 对 这 四 种 试 验 的 结 果 是 ++--, 产 气 杆 菌 则 为 --++ 现 代 临 床 细 菌 学 已 普 遍 采 用 微 量 快 速 的 生 化 鉴 定 方 法 根 据 鉴 定 的 细 菌 不 同, 选 择 系 列 生 化 指 标, 依 反 应 的 阳 性 或 阴 性 选 取 数 值, 组 成 鉴 定 码, 形 成 以 细 菌 生 化 反 应 为 基 础 的 各 种 数 值 编 码 鉴 定 系 统 同 时, 也 可 用 细 菌 鉴 定 软 件 分 析 细 菌 的 生 化 反 应 谱 更 为 先 进 的 如 VITEK 全 自 动 细 菌 鉴 定 及 高 级 专 家 系 统 药 敏 报 告 仪 完 成 了 细 菌 生 化 鉴 定 的 自 动 化 此 外, 应 用 气 相 液 相 色 谱 法 鉴 定 细 菌 分 解 代 谢 产 物 中 挥 发 性 或 非 挥 发 性 有 机 酸 和 醇 类, 能 够 快 速 确 定 细 菌 的 种 类 ( 二 ) 合 成 代 谢 产 物 及 其 医 学 上 的 意 义 细 菌 利 用 分 解 代 谢 中 的 产 物 和 能 量 不 断 合 成 菌 体 自 身 成 分, 如 细 胞 壁 多 糖 蛋 白 质 脂 肪 酸 核 酸 等, 同 时 还 合 成 一 些 在 医 学 上 具 有 重 要 意 义 的 代 谢 产 物 热 原 质 (pyrogen yrogen) 或 称 致 热 原. 是 细 菌 合 成 的 一 种 注 入 人 体 或 动 物 体 内 能 39

40 引 起 发 热 反 应 的 物 质, 称 为 热 原 质 产 生 热 原 质 的 细 菌 大 多 是 革 兰 阴 性 菌, 热 原 质 即 其 细 胞 壁 的 脂 多 糖 热 原 质 耐 高 温, 高 压 蒸 气 灭 菌 (121 20min) 亦 不 被 破 坏,250 高 温 干 烤 才 能 破 坏 热 原 质 用 吸 附 剂 和 特 殊 石 棉 滤 板 可 除 去 液 体 中 大 部 分 热 原 质, 蒸 馏 法 效 果 最 好 因 此, 在 制 备 和 使 用 注 射 药 品 过 程 中 应 严 格 遵 守 无 菌 操 作, 防 止 细 菌 污 染 毒 素 与 侵 袭 性 酶 细 菌 产 生 外 毒 素 和 内 毒 素 两 类 毒 素, 在 细 菌 致 病 作 用 中 甚 为 重 要 外 毒 素 (exotoxin) 是 多 数 革 兰 阳 性 菌 和 少 数 革 兰 阴 性 菌 在 生 长 繁 殖 过 程 中 释 放 到 菌 体 外 的 蛋 白 质 ; 内 毒 素 (endotoxin) 是 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 的 脂 多 糖, 当 菌 体 死 亡 崩 解 后 游 离 出 来, 外 毒 素 毒 性 强 于 内 毒 素 某 些 细 菌 可 产 生 具 有 侵 袭 性 的 酶, 能 损 伤 机 体 组 织, 促 使 细 菌 的 侵 袭 和 扩 散, 是 细 菌 重 要 的 致 病 物 质 如 产 气 荚 膜 梭 菌 的 卵 磷 脂 酶, 链 球 菌 的 透 明 质 酸 酶 等 色 素 某 些 细 菌 能 产 生 不 同 颜 色 的 色 素, 有 助 于 鉴 别 细 菌 细 菌 的 色 素 有 两 类, 一 类 为 水 溶 性, 能 弥 散 到 培 养 基 或 周 围 组 织, 如 铜 绿 假 单 胞 菌 产 生 的 色 素 使 培 养 基 或 感 染 的 脓 汁 呈 绿 色 另 一 类 为 脂 溶 性, 不 溶 于 水, 只 存 在 于 菌 体, 使 菌 落 显 色 而 培 养 基 颜 色 不 变, 如 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 色 素 细 菌 色 素 产 生 需 要 一 定 的 条 件, 如 营 养 丰 富 氧 气 充 足 温 度 适 宜 细 菌 色 素 不 能 进 行 光 合 作 用, 其 功 能 尚 不 清 楚 抗 生 素 某 些 微 生 物 代 谢 过 程 中 产 生 的 一 类 能 抑 制 或 杀 死 某 些 其 他 微 生 物 或 肿 瘤 细 胞 的 物 质, 称 为 抗 生 素 抗 生 素 大 多 由 放 线 菌 和 真 菌 产 生, 细 菌 产 生 的 少, 只 有 多 粘 菌 素 (polymyxin) 杆 菌 肽 (bacitracin) 等 细 菌 素 某 些 菌 株 产 生 的 一 类 具 有 抗 菌 作 用 的 蛋 白 质 称 为 细 菌 素 细 菌 素 与 抗 生 素 不 同 的 是 作 用 范 围 狭 窄, 仅 对 与 产 生 菌 有 亲 缘 关 系 的 细 菌 有 杀 伤 作 用 例 如 大 肠 埃 希 菌 产 生 的 细 菌 素 称 大 肠 菌 素 (colicin), 其 编 码 基 因 位 于 Col 质 粒 上 细 菌 素 在 治 疗 上 的 应 用 价 值 已 不 被 重 视, 但 可 用 于 细 菌 分 型 和 流 行 病 学 调 查 维 生 素 细 菌 能 合 成 某 些 维 生 素 除 供 自 身 需 要 外, 还 能 分 泌 至 周 围 环 境 中 例 如 人 体 肠 道 内 的 大 肠 埃 希 菌, 合 成 的 B 族 维 生 素 和 维 生 素 K 也 可 被 人 体 吸 收 利 用 第 四 节 细 菌 的 人 工 培 养 40

41 了 解 细 菌 的 生 理 需 要, 掌 握 细 菌 生 长 繁 殖 的 规 律, 可 用 人 工 方 法 提 供 细 菌 所 需 要 的 条 件 来 培 养 细 菌, 以 满 足 不 同 的 需 求 一 培 养 细 菌 的 方 法 人 工 培 养 细 菌, 除 需 要 提 供 充 足 的 营 养 物 质 使 细 菌 获 得 生 长 繁 殖 所 需 要 的 原 料 和 能 量 外, 尚 要 有 适 宜 的 环 境 条 件, 如 酸 碱 度 渗 透 压 温 度 和 必 要 的 气 体 等 根 据 不 同 标 本 及 不 同 培 养 目 的, 可 选 用 不 同 的 接 种 和 培 养 方 法 常 用 的 有 细 菌 的 分 离 培 养 和 纯 培 养 两 种 方 法 已 接 种 标 本 或 细 菌 的 培 养 基 置 于 合 适 的 气 体 环 境, 需 氧 菌 和 兼 性 厌 氧 菌 置 于 空 气 中 即 可, 专 性 厌 氧 菌 须 在 无 游 离 氧 的 环 境 中 培 养 多 数 细 菌 在 代 谢 过 程 中 需 要 CO 2, 但 分 解 糖 类 时 产 生 的 CO 2 已 足 够 其 所 需, 且 空 气 中 还 有 微 量 CO 2, 不 必 额 外 补 充 只 有 少 数 菌 如 布 鲁 菌 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 淋 病 奈 瑟 菌 等, 初 次 分 离 培 养 时 必 须 在 5%~10% CO 2 环 境 中 才 能 生 长 病 原 菌 的 人 工 培 养 一 般 采 用 35~37, 培 养 时 间 多 数 为 18~24 h, 但 有 时 需 根 据 菌 种 及 培 养 目 的 作 最 佳 选 择, 如 细 菌 的 药 物 敏 感 试 验 则 应 选 用 对 数 期 的 培 养 物 二 培 养 基 培 养 基 (culture medium) 是 由 人 工 方 法 配 制 而 成 的, 专 供 微 生 物 生 长 繁 殖 使 用 的 混 合 营 养 物 制 品 培 养 基 一 般 ph 为 7.2~7.6, 少 数 的 细 菌 按 生 长 要 求 调 整 ph 偏 酸 或 偏 碱 许 多 细 菌 在 代 谢 过 程 中 分 解 糖 类 产 酸, 故 常 在 培 养 基 中 加 入 缓 冲 剂, 以 保 持 稳 定 的 ph 培 养 基 制 成 后 必 须 经 灭 菌 处 理 培 养 基 按 其 营 养 组 成 和 用 途 不 同, 分 为 以 下 几 类 : 基 础 培 养 基 基 础 培 养 基 (basic medium) 含 有 多 数 细 菌 生 长 繁 殖 所 需 的 基 本 营 养 成 分 它 是 配 制 特 殊 培 养 基 的 基 础, 也 可 作 为 一 般 培 养 基 用 如 营 养 肉 汤 (nutrient broth) 营 养 琼 脂 (nutrient agar) 蛋 白 胨 水 等 增 菌 培 养 基 若 了 解 某 种 细 菌 的 特 殊 营 养 要 求, 可 配 制 出 适 合 这 种 细 菌 而 不 适 合 其 他 细 菌 生 长 的 增 菌 培 养 基 (enrichment medium) 在 这 种 培 养 基 上 生 长 的 是 营 养 要 求 相 同 的 细 菌 群 它 包 括 通 用 增 菌 培 养 基 和 专 用 增 菌 培 养 基, 前 者 为 基 础 培 养 基 中 添 加 合 适 的 生 长 因 子 或 微 量 元 素 等, 以 促 使 某 些 特 殊 细 菌 生 长 繁 殖, 例 如 链 球 菌 肺 炎 链 球 菌 需 在 含 血 液 或 血 清 的 培 养 基 中 生 长 ; 后 者 又 称 为 选 择 性 增 菌 培 养 基, 即 除 固 有 的 营 养 成 分 外, 再 添 加 特 殊 抑 制 剂, 有 利 于 目 的 菌 的 41

42 生 长 繁 殖, 如 碱 性 蛋 白 胨 水 用 于 霍 乱 弧 菌 的 增 菌 培 养 选 择 培 养 基 在 培 养 基 中 加 入 某 种 化 学 物 质, 使 之 抑 制 某 些 细 菌 生 长, 而 有 利 于 另 一 些 细 菌 生 长, 从 而 将 后 者 从 混 杂 的 标 本 中 分 离 出 来, 这 种 培 养 基 称 为 选 择 培 养 基 (selective medium) 例 如 培 养 肠 道 致 病 菌 的 SS 琼 脂, 其 中 的 胆 盐 能 抑 制 革 兰 阳 性 菌, 枸 橼 酸 钠 和 煌 绿 能 抑 制 大 肠 埃 希 菌, 因 而 使 致 病 的 沙 门 菌 和 志 贺 菌 容 易 分 离 到 若 在 培 养 基 中 加 入 抗 生 素, 也 可 起 到 选 择 作 用 实 际 上 有 些 选 择 培 养 基 增 菌 培 养 基 之 间 的 界 限 并 不 十 分 严 格 鉴 别 培 养 基 用 于 培 养 和 区 分 不 同 细 菌 种 类 的 培 养 基 称 为 鉴 别 培 养 基 (differential medium) 利 用 各 种 细 菌 分 解 糖 类 和 蛋 白 质 的 能 力 及 其 代 谢 产 物 不 同, 在 培 养 基 中 加 入 特 定 的 作 用 底 物 和 指 示 剂, 一 般 不 加 抑 菌 剂, 观 察 细 菌 在 其 中 生 长 后 对 底 物 的 作 用 如 何, 从 而 鉴 别 细 菌 如 常 用 的 糖 发 酵 管 三 糖 铁 培 养 基 伊 红 - 美 蓝 琼 脂 等 厌 氧 培 养 基 专 供 厌 氧 菌 的 分 离 培 养 和 鉴 别 用 的 培 养 基, 称 为 厌 氧 培 养 基 (anaerobic medium) 这 种 培 养 基 营 养 成 分 丰 富, 含 有 特 殊 生 长 因 子, 氧 化 还 原 电 势 低, 并 加 入 美 蓝 作 为 氧 化 还 原 指 示 剂 其 中 心 脑 浸 液 和 肝 块 肉 渣 含 有 不 饱 和 脂 肪 酸, 能 吸 收 培 养 基 中 的 氧 ; 硫 乙 醇 酸 盐 和 半 胱 氨 酸 是 较 强 的 还 原 剂 ; 维 生 素 K1 氯 化 血 红 素 可 以 促 进 某 些 类 杆 菌 的 生 长 常 用 的 有 庖 肉 培 养 基 (cooked meat medium ) 硫 乙 醇 酸 盐 肉 汤 等, 并 在 液 体 培 养 基 表 面 加 入 凡 士 林 或 液 体 石 蜡 以 隔 绝 空 气 此 外, 还 可 根 据 对 培 养 基 成 分 了 解 的 程 度 将 其 分 为 两 大 类 : 化 学 成 分 确 定 的 培 养 基 (defined medium), 又 称 为 合 成 培 养 基 (synthetic medium); 和 化 学 成 分 不 确 定 的 培 养 基 ( undefined medium ), 又 称 天 然 培 养 基 ( complex medium) 也 可 根 据 培 养 基 的 物 理 状 态 的 不 同 分 为 液 体 固 体 和 半 固 体 三 大 类 在 液 体 培 养 基 中 加 入 1.5% 的 琼 脂 粉, 即 凝 固 成 固 体 培 养 基 ; 琼 脂 粉 含 量 在 0.3%~ 0.5% 时, 则 为 半 固 体 培 养 基 琼 脂 在 培 养 基 中 起 赋 形 剂 作 用, 不 具 营 养 意 义 液 体 培 养 基 可 用 于 大 量 繁 殖 细 菌, 但 必 须 种 入 纯 种 细 菌 ; 固 体 培 养 基 常 用 于 细 菌 的 分 离 和 纯 化 ; 半 固 体 培 养 基 则 用 于 观 察 细 菌 的 动 力 和 短 期 保 存 细 菌 三 细 菌 在 培 养 基 中 的 生 长 情 况 在 液 体 培 养 基 中 生 长 情 况 大 多 数 细 菌 在 液 体 培 养 基 生 长 繁 殖 后 呈 现 均 匀 42

43 混 浊 状 态 ; 少 数 链 状 的 细 菌 则 呈 沉 淀 生 长 ; 枯 草 芽 胞 杆 菌 结 核 分 枝 杆 菌 等 专 性 需 氧 菌 呈 表 面 生 长, 常 形 成 菌 膜 在 固 体 培 养 基 中 生 长 情 况 将 标 本 或 培 养 物 划 线 接 种 在 固 体 培 养 基 的 表 面, 因 划 线 的 分 散 作 用, 使 许 多 原 混 杂 的 细 菌 在 固 体 培 养 基 表 面 上 散 开, 称 为 分 离 培 养 一 般 经 过 18~24 h 培 养 后, 单 个 细 菌 分 裂 繁 殖 成 一 堆 肉 眼 可 见 的 细 菌 集 团, 称 为 菌 落 (colony) 挑 取 一 个 菌 落, 移 种 到 另 一 培 养 基 中, 生 长 出 来 的 细 菌 均 为 纯 种, 称 为 纯 培 养 (pure culture) 这 是 从 临 床 标 本 中 检 查 鉴 定 细 菌 很 重 要 的 第 一 步 各 种 细 菌 在 固 体 培 养 基 上 形 成 的 菌 落, 在 大 小 形 状 颜 色 气 味 透 明 度 表 面 光 滑 或 粗 糙 湿 润 或 干 燥 边 缘 整 齐 与 否, 以 及 在 血 琼 脂 平 板 上 的 溶 血 情 况 等 均 有 不 同 表 现, 这 些 有 助 于 识 别 和 鉴 定 细 菌 此 外, 取 一 定 量 的 液 体 标 本 或 培 养 液 均 匀 接 种 于 琼 脂 平 板 上, 可 计 数 菌 落, 推 算 标 本 中 的 活 菌 数 这 种 菌 落 计 数 法 常 用 于 检 测 自 来 水 饮 料 污 水 和 临 床 标 本 的 活 菌 含 量 细 菌 的 菌 落 一 般 分 为 三 型 : 1. 光 滑 型 菌 落 (smooth colony,s 型 菌 落 ) 新 分 离 的 细 菌 大 多 呈 光 滑 型 菌 落, 表 面 光 滑 湿 润 边 缘 整 齐 2. 粗 糙 型 菌 落 (rough colony,r 型 菌 落 ) 菌 落 表 面 粗 糙 干 燥 呈 皱 纹 或 颗 粒 状, 边 缘 大 多 不 整 齐 R 型 细 菌 多 由 S 型 细 菌 变 异 失 去 菌 体 表 面 多 糖 或 蛋 白 质 形 成 R 型 细 菌 抗 原 不 完 整, 毒 力 和 抗 吞 噬 能 力 都 比 S 型 菌 弱 但 也 有 少 数 细 菌 新 分 离 的 毒 力 株 就 是 R 型, 如 炭 疽 芽 胞 杆 菌 结 核 分 枝 杆 菌 等 3. 粘 液 型 菌 落 (mucoid colony,m 型 菌 落 ) 粘 稠 有 光 泽, 似 水 珠 样 多 见 于 有 厚 荚 膜 或 丰 富 粘 液 层 的 细 菌, 如 肺 炎 克 雷 伯 菌 等 在 半 固 体 培 养 基 中 生 长 情 况 半 固 体 培 养 基 粘 度 低, 有 鞭 毛 的 细 菌 在 其 中 仍 可 自 由 游 动, 沿 穿 刺 线 呈 羽 毛 状 或 云 雾 状 混 浊 生 长 无 鞭 毛 细 菌 只 能 沿 穿 刺 线 呈 明 显 的 线 状 生 长 四. 人 工 培 养 细 菌 的 用 途 在 医 学 中 的 应 用 细 菌 培 养 对 疾 病 的 诊 断 预 防 治 疗 和 科 学 研 究 都 具 有 重 要 的 作 用 1. 感 染 性 疾 病 的 病 原 学 诊 断 明 确 感 染 性 疾 病 的 病 原 菌 必 须 取 病 人 有 关 标 本 进 行 细 菌 分 离 培 养 鉴 定 和 药 物 敏 感 试 验, 其 结 果 可 指 导 临 床 用 药 43

44 2. 细 菌 学 的 研 究 有 关 细 菌 生 理 遗 传 变 异 致 病 性 和 耐 药 性 等 研 究 都 离 不 开 细 菌 的 培 养 和 菌 种 的 保 存 等 3. 生 物 制 品 的 制 备 供 防 治 用 的 疫 苗 类 毒 素 抗 毒 素 免 疫 血 清 及 供 诊 断 用 的 菌 液 抗 血 清 等 均 来 自 培 养 的 细 菌 或 其 代 谢 产 物 在 工 农 业 生 产 中 的 应 用 细 菌 培 养 和 发 酵 过 程 中 多 种 代 谢 产 物 在 工 农 业 生 产 中 有 广 泛 用 途, 可 制 成 抗 生 素 维 生 素 氨 基 酸 有 机 溶 剂 酒 酱 油 味 精 等 产 品 细 菌 培 养 物 还 可 生 产 酶 制 剂, 处 理 废 水 和 垃 圾, 制 造 菌 肥 和 农 药 等 在 基 因 工 程 中 的 应 用 将 带 有 外 源 性 基 因 的 重 组 DNA 转 化 给 受 体 菌, 使 其 在 菌 体 内 能 获 得 表 达 细 菌 操 作 方 便, 容 易 培 养, 繁 殖 快, 基 因 表 达 产 物 易 于 提 取 纯 化, 故 可 以 大 大 地 降 低 成 本 如 应 用 基 因 工 程 技 术 已 成 功 地 制 备 了 胰 岛 素 干 扰 素 乙 型 肝 炎 疫 苗 等 第 五 节 细 菌 的 分 类 一 细 菌 的 分 类 原 则 与 层 次 细 菌 分 类 学 是 一 个 古 老 的 传 统 的 学 科, 又 是 一 个 现 代 化 的 发 展 的 学 科 细 菌 的 分 类 原 则 上 分 为 传 统 分 类 和 种 系 分 类 两 种 19 世 纪 以 来, 以 细 菌 的 形 态 和 生 理 特 征 为 依 据 的 分 类 奠 定 了 传 统 分 类 的 基 础, 即 选 择 一 些 较 为 稳 定 的 生 物 学 性 状, 如 菌 体 形 态 与 结 构 染 色 性 培 养 特 性 生 化 反 应 抗 原 性 等 作 为 分 类 的 标 记 60 年 代 将 数 值 分 类 (numerical taxonomy) 引 入 了 细 菌 分 类, 借 助 计 算 机 将 拟 分 类 的 细 菌 按 其 性 状 的 相 似 程 度 进 行 归 类 ( 一 般 种 的 水 平 相 似 度 >80%), 以 此 划 分 种 和 属 由 于 对 分 类 性 状 的 选 择 和 重 视 程 度 有 一 定 的 主 观 性, 所 以 传 统 分 类 又 称 为 人 为 分 类 (artificial classification) 70 年 代 以 来, 化 学 分 析 和 核 酸 分 析 方 法 引 入 细 菌 分 类, 使 细 菌 种 群 的 划 分 建 立 在 更 为 客 观 的 基 础 上 化 学 分 析 应 用 电 泳 色 谱 质 谱 等 方 法, 对 菌 体 组 分 代 谢 产 物 组 成 与 图 谱 等 特 征 进 行 分 析, 为 揭 示 细 菌 表 型 差 异 提 供 了 有 力 的 手 段 核 酸 分 析 包 括 DNA 碱 基 组 成 (G+C mol%) 核 酸 分 子 杂 交 (DNA-DNA 同 源 性 DNA-rRNA 同 源 性 ) 和 16S rrna 同 源 性 分 析, 比 较 细 菌 大 分 子 ( 核 酸 蛋 白 质 ) 结 构 的 同 源 程 度 进 行 分 类, 揭 示 了 细 菌 进 化 的 信 息 这 种 以 细 菌 发 育 关 系 为 基 础 的 细 菌 分 类 称 为 系 统 分 类 或 种 系 分 类 (phylogenetic classification), 又 称 为 自 然 分 类 (natural classification), 其 中 16S rrna 更 为 重 要, 因 其 在 进 化 过 程 中 保 守 稳 44

45 定, 很 少 发 生 变 异 1987 年 Woese 在 大 量 16S rrna 序 列 分 析 的 基 础 上, 描 绘 出 生 物 系 统 发 育 树, 由 真 细 菌 (Eubacteria) 古 细 菌 (Archaebacteria) 和 真 核 生 物 (Eukaryotes) 共 同 构 成 并 列 的 生 物 三 原 界 真 细 菌 指 比 较 常 见 的 细 菌 (bacteria) 古 细 菌 和 真 细 菌 同 为 原 核 生 物, 核 糖 体 均 为 70S 古 细 菌 生 存 在 极 端 环 境 ( 高 温 高 盐 低 ph), 细 胞 壁 无 肽 聚 糖, 蛋 白 质 合 成 起 始 甲 硫 氨 酸 不 需 甲 酰 化,tRNA 基 因 中 有 内 含 子, 含 有 多 种 RNA 多 聚 酶, 蛋 白 质 合 成 对 白 喉 毒 素 的 抑 制 敏 感, 而 对 氯 霉 素 的 抑 制 不 敏 感, 这 些 特 性 与 真 核 生 物 相 同, 而 与 真 细 菌 不 同 目 前, 尚 未 在 古 细 菌 中 发 现 病 原 菌 国 际 上 最 具 权 威 性 的 细 菌 分 类 系 统 专 著 伯 杰 氏 系 统 细 菌 学 手 册 (1984) 和 伯 杰 氏 鉴 定 细 菌 学 手 册, 第 9 版 (1994) 都 已 反 应 了 细 菌 种 系 分 类 的 研 究 进 展, 但 在 具 体 编 排 上 也 保 留 了 许 多 传 统 分 类 的 安 排 目 前, 伯 杰 (Bergey) 分 类 将 细 菌 分 为 四 大 类 目 35 个 群, 医 学 细 菌 包 括 在 内 ( 表 2-1) 表 2-1 自 然 界 生 物 分 为 6 界, 即 病 毒 界 原 核 生 物 界 原 生 生 物 界 真 菌 界 植 物 界 和 动 物 界 细 菌 属 于 原 核 生 物 界, 为 种 系 分 类 的 真 细 菌 ; 广 义 的 细 菌 包 括 各 类 原 核 细 胞 型 微 生 物, 如 细 菌 放 线 菌 衣 原 体 支 原 体 立 克 次 体 和 螺 旋 体 ; 狭 义 的 细 菌 专 指 其 中 的 细 菌, 它 的 种 类 最 多 数 量 最 大 最 具 代 表 性 细 菌 的 分 类 层 次 与 其 他 生 物 相 同, 也 是 界 门 纲 目 科 属 种 在 细 菌 中 常 用 属 和 种 种 (species) 是 细 菌 分 类 的 基 本 单 位 生 物 学 性 状 基 本 相 同 的 细 菌 群 体 构 成 一 个 菌 种 ; 性 状 相 近 关 系 密 切 的 若 干 菌 种 组 成 一 个 菌 属 (genus) 同 一 菌 种 的 各 个 细 菌, 虽 性 状 基 本 相 同, 但 在 某 些 方 面 仍 有 一 定 差 异, 差 异 较 明 显 的 称 亚 种 (subspecies, subsp.) 或 变 种 (variety, var.), 差 异 小 的 则 为 型 (type) 例 如 按 抗 原 结 构 不 同 而 分 血 清 型 (serotype); 对 噬 菌 体 和 细 菌 素 的 敏 感 性 不 同 而 分 噬 菌 体 型 (phage-type) 和 细 菌 素 型 (bacteriocin-type); 生 化 反 应 和 其 他 某 些 生 物 学 性 状 不 同 而 分 为 生 物 型 (biotype) 变 种 因 易 与 亚 种 混 淆, 已 不 再 单 独 使 用, 与 其 他 词 复 合 构 成 代 替 型 的 术 语, 如 biovar 就 是 生 物 型 (biotype) 45

46 对 不 同 来 源 的 同 一 菌 种 的 细 菌 称 为 该 菌 的 不 同 菌 株 (strain) 具 有 某 种 细 菌 典 型 特 征 的 菌 株 称 为 该 菌 的 标 准 菌 株 (standard strain) 或 模 式 菌 株 (type strain) 表 2-1 与 医 学 有 关 细 菌 的 分 类 类 别 属 Ⅰ 革 兰 阴 性 有 细 胞 壁 的 真 细 菌 螺 旋 体 密 螺 旋 体 属 疏 螺 旋 体 属 钩 端 螺 旋 体 属 需 氧 / 微 需 氧 有 动 力 螺 旋 形 / 弧 形 螺 菌 属 革 兰 阴 性 菌 弯 曲 菌 属 螺 杆 菌 属 需 氧 / 微 需 氧 革 兰 阴 性 杆 菌 与 球 菌 假 单 胞 菌 属 军 团 菌 属 奈 瑟 菌 属 莫 拉 菌 属 产 碱 杆 菌 属 布 鲁 菌 属 罗 卡 利 马 体 属 鲍 特 菌 属 弗 朗 西 斯 菌 属 兼 性 厌 氧 革 兰 阴 性 杆 菌 埃 希 菌 属 ( 和 大 肠 杆 菌 状 相 关 细 菌 ) 志 贺 菌 属 沙 门 菌 属 克 雷 伯 菌 属 变 形 杆 菌 属 普 罗 威 登 斯 菌 属 耶 尔 森 菌 属 弧 菌 属 巴 氏 杆 菌 属 46

47 嗜 血 杆 菌 属 厌 氧 革 兰 阴 性 直 弯 或 螺 旋 形 杆 菌 类 杆 菌 属 梭 杆 菌 属 厌 氧 革 兰 阴 性 球 菌 韦 荣 球 菌 属 立 克 次 体 与 衣 原 体 立 克 次 体 属 考 克 斯 体 属 衣 原 体 属 非 光 合 滑 行 细 菌 二 氧 化 碳 嗜 纤 维 菌 属 Ⅱ 革 兰 阳 性 有 细 胞 壁 的 细 菌 革 兰 阳 性 球 菌 肠 球 菌 属 葡 萄 球 菌 属 链 球 菌 属 消 化 链 球 菌 属 可 形 成 芽 胞 的 革 兰 阳 性 杆 菌 与 球 菌 芽 胞 杆 菌 属 梭 菌 属 形 态 规 则 的 无 芽 胞 革 兰 阳 性 杆 菌 李 斯 特 菌 属 丹 毒 丝 菌 属 形 态 不 规 则 的 无 芽 胞 革 兰 阳 性 杆 菌 棒 状 杆 菌 属 放 线 菌 属 动 弯 杆 菌 属 分 枝 杆 菌 分 枝 杆 菌 属 放 线 菌 奴 卡 菌 属 链 霉 菌 属 红 球 菌 属 Ⅲ 无 细 胞 壁 真 细 菌 支 原 体 属 脲 原 体 属 Ⅳ 古 细 菌 ( 未 发 现 病 原 菌 ) (Bergey 1994) 47

48 二 细 菌 的 命 名 法 细 菌 的 命 名 采 用 拉 丁 双 名 法, 每 个 菌 名 由 两 个 拉 丁 字 组 成 前 一 字 为 属 名, 用 名 词, 大 写 ; 后 一 字 为 种 名, 用 形 容 词, 小 写 一 般 属 名 表 示 细 菌 的 形 态 或 发 现 或 有 贡 献 者, 种 名 表 明 细 菌 的 性 状 特 征 寄 居 部 位 或 所 致 疾 病 等 中 文 的 命 名 次 序 适 与 拉 丁 文 相 反, 是 种 名 在 前, 属 名 在 后 例 如 Staphylococcus aureus, 金 黄 色 葡 萄 球 菌 ;Escherichia coli, 大 肠 埃 希 菌 ;Neisseria meningitidis, 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 等 属 名 亦 可 不 将 全 文 写 出, 只 用 第 一 个 字 母 代 表, 如 M. tuberculosis,s. typhi 等 有 些 常 见 菌 有 其 习 惯 通 用 的 俗 名, 如 tubercle bacillus, 结 核 杆 菌 ;typhoid bacillus, 伤 寒 杆 菌 ;meningococcus, 脑 膜 炎 球 菌 等 有 时 泛 指 某 一 属 细 菌, 不 特 指 其 中 某 个 菌 种, 则 可 在 属 名 后 加 sp.( 单 数 ) 或 spp.( 复 数 ), 如 Salmonella sp. 表 示 为 沙 门 菌 属 中 的 细 菌 第 3 章 消 毒 与 灭 菌 ( 陈 锦 英 ) 细 菌 为 单 细 胞 生 物, 极 易 受 外 界 条 件 的 影 响 若 环 境 适 宜, 生 长 繁 殖 极 为 迅 速 ; 若 环 境 变 化 过 剧, 细 菌 因 代 谢 障 碍 而 生 长 受 到 抑 制, 其 至 死 亡 根 据 这 一 现 象, 可 以 采 用 多 种 物 理 化 学 或 生 物 学 方 法 来 抑 制 或 杀 死 外 环 境 中 的 病 原 微 生 物, 以 切 断 传 播 途 径, 从 而 控 制 或 消 灭 传 染 病 另 外, 微 生 物 学 实 验 室 和 外 科 手 术 室 等 为 防 止 微 生 物 的 污 染 或 感 染, 也 需 杀 灭 物 品 或 器 械 上 的 微 生 物 以 下 术 语 常 用 来 表 示 物 理 或 化 学 方 法 对 微 生 物 的 杀 灭 程 度 消 毒 (disinfection) 杀 死 物 体 上 病 原 微 生 物 的 方 法, 并 不 一 定 能 杀 死 含 芽 胞 的 细 菌 或 非 病 原 微 生 物 用 以 消 毒 的 药 品 称 为 消 毒 剂 (disinfectant) 一 般 消 毒 剂 在 常 用 的 浓 度 下, 只 对 细 菌 的 繁 殖 体 有 效, 对 其 芽 胞 则 需 要 提 高 消 毒 剂 的 浓 度 和 延 长 作 用 的 时 间 灭 菌 (sterilization) 杀 灭 物 体 上 所 有 微 生 物 的 方 法 灭 菌 比 消 毒 要 求 高, 包 括 杀 灭 细 菌 芽 胞 在 内 的 全 部 病 原 微 生 物 和 非 病 原 微 生 物 抑 菌 ( bacteriostasis ) 抑 制 体 内 或 体 外 细 菌 的 生 长 繁 殖 常 用 的 抑 菌 剂 (bacteriostat) 为 各 种 抗 生 素, 可 在 体 内 抑 制 细 菌 的 繁 殖, 或 在 体 外 用 于 抑 菌 试 验 以 48

49 检 测 细 菌 对 抗 生 素 的 敏 感 性 防 腐 (antisepsis) 防 止 或 抑 制 体 外 细 菌 生 长 繁 殖 的 方 法 细 菌 一 般 不 死 亡 使 用 同 一 种 化 学 药 品 在 高 浓 度 时 为 消 毒 剂, 低 浓 度 时 常 为 防 腐 剂 无 菌 (asepsis) 不 存 在 活 菌 的 意 思 防 止 细 菌 进 入 人 体 或 其 它 物 品 的 操 作 技 术, 称 为 无 菌 操 作 例 如 进 行 外 科 手 术 时 需 防 止 细 菌 进 入 创 口, 微 生 物 学 实 验 中 要 注 意 防 止 污 染 和 感 染 第 一 节 物 理 消 毒 灭 菌 法 消 毒 与 灭 菌 的 方 法 一 般 可 分 为 物 理 学 方 法 和 化 学 方 法 两 大 类 用 于 消 毒 灭 菌 的 物 理 因 素 有 热 力 紫 外 线 辐 射 超 声 波 滤 过 干 燥 和 低 温 等 一 热 力 灭 菌 法 高 温 对 细 菌 具 有 明 显 的 致 死 作 用, 因 此 最 常 用 于 消 毒 和 灭 菌 多 数 无 芽 胞 细 菌 经 55~60 作 用 30~60min 后 死 亡 湿 热 80 经 5~10min 可 杀 死 所 有 细 菌 繁 殖 体 和 真 菌 细 菌 的 芽 胞 对 高 温 有 很 强 的 抵 抗 力, 例 如 炭 疽 芽 胞 杆 菌 的 芽 胞, 可 耐 受 5~10min 煮 沸, 肉 毒 梭 菌 的 芽 胞 则 需 煮 沸 3~5h 才 死 亡 热 力 灭 菌 法 分 干 热 灭 菌 和 湿 热 灭 菌 两 大 类, 在 同 一 温 度 下, 后 者 的 效 力 比 前 者 大 这 是 因 为 :1 湿 热 中 细 菌 菌 体 蛋 白 较 易 凝 固 ;2 湿 热 的 穿 透 力 比 干 热 大 ;3 湿 热 的 蒸 气 有 潜 热 存 在 水 由 气 态 变 为 液 态 时 放 出 的 潜 热, 可 迅 速 提 高 被 灭 菌 物 体 的 温 度 干 热 灭 菌 法 干 热 的 杀 菌 作 用 是 通 过 脱 水 干 燥 和 大 分 子 变 性 一 般 细 菌 繁 殖 体 在 干 燥 状 态 下, 80~100 经 h 可 被 杀 死 ; 芽 胞 则 需 160~170 经 2h 才 死 亡 1. 焚 烧 直 接 点 燃 或 在 焚 烧 炉 内 焚 烧 是 一 种 彻 底 的 灭 菌 方 法, 但 仅 适 用 于 废 弃 物 品 或 动 物 尸 体 等 2. 烧 灼 直 接 用 火 焰 灭 菌, 适 用 于 微 生 物 学 实 验 室 的 接 种 环 试 管 口 等 的 灭 菌 3. 干 烤 利 用 干 烤 箱 灭 菌, 一 般 加 热 至 160~170 经 2 h 适 用 于 高 温 下 不 变 质 不 损 坏 不 蒸 发 的 物 品, 例 如 玻 璃 器 皿 瓷 器 玻 质 注 射 器 等 的 灭 菌 4. 红 外 线 红 外 线 是 一 种 0.77~1000μm 波 长 的 电 磁 波, 尤 以 1~10μm 波 长 的 热 效 应 最 强 但 热 效 应 只 能 在 照 射 到 的 表 面 产 生, 因 此 不 能 使 物 体 均 匀 加 热 红 外 线 的 杀 菌 作 用 与 干 热 相 似, 利 用 红 外 线 烤 箱 灭 菌 所 需 的 温 度 和 时 间 亦 同 于 干 烤 此 法 多 用 于 医 49

50 疗 器 械 的 灭 菌 湿 热 灭 菌 法 1. 巴 氏 消 毒 法 (pasteurization) 用 较 低 温 度 杀 灭 液 体 中 的 病 原 菌 或 特 定 微 生 物, 而 仍 保 持 物 品 中 所 需 的 不 耐 热 成 分 不 被 破 坏 的 消 毒 方 法 此 法 由 巴 斯 德 创 用 以 消 毒 酒 类, 故 名 目 前 主 要 用 于 牛 乳 等 消 毒 方 法 有 两 种 : 一 是 加 热 至 61.1~62.8 min; 另 一 是 71.7 经 15~30s 钟, 今 广 泛 采 用 后 法 2. 煮 沸 法 在 1 个 大 气 压 下, 水 的 煮 沸 温 度 为 100, 一 般 细 菌 的 繁 殖 体 5min 能 被 杀 死, 细 菌 芽 胞 常 需 煮 沸 1~2h 才 被 杀 灭 此 法 常 用 于 消 毒 食 具 刀 剪 注 射 器 等 水 中 加 入 2% 碳 酸 钠, 既 可 提 高 沸 点 达 105, 促 进 芽 胞 的 杀 灭, 又 可 防 止 金 属 器 皿 生 锈 3. 流 动 蒸 气 消 毒 法 又 称 常 压 蒸 气 消 毒 法, 是 利 用 一 个 大 气 压 下 100 的 水 蒸 气 进 行 消 毒 细 菌 繁 殖 体 经 15~30min 可 被 杀 灭, 但 芽 胞 常 不 被 全 部 杀 灭 该 法 常 用 的 器 具 是 Arnold 消 毒 器, 我 国 的 蒸 笼 具 有 相 同 的 原 理 4. 间 歇 蒸 气 灭 菌 法 (fractional sterilization) 利 用 反 复 多 次 的 流 动 蒸 气 间 歇 加 热 以 达 到 灭 菌 的 目 的 将 需 灭 菌 物 置 于 流 通 蒸 汽 灭 菌 器 内,100 加 热 15~30min, 杀 死 其 中 的 繁 殖 体 ; 但 芽 胞 尚 有 残 存 取 出 后 放 37 孵 箱 过 夜, 使 芽 胞 发 育 成 繁 殖 体, 次 日 再 蒸 一 次, 如 此 连 续 三 次 以 上, 可 达 到 灭 菌 的 效 果 此 法 适 用 于 一 些 不 耐 高 热 的 含 糖 牛 奶 等 培 养 基 若 有 些 物 质 不 耐 100, 则 可 将 温 度 减 低 至 75~80, 每 次 加 热 时 间 延 长 至 30~60min, 次 数 增 加 至 3 次 以 上, 也 可 达 到 灭 菌 目 的 5. 高 压 蒸 气 灭 菌 法 是 一 种 最 有 效 的 灭 菌 方 法 灭 菌 的 温 度 取 决 于 蒸 气 的 压 力 在 一 个 大 气 压 下, 蒸 气 的 温 度 是 100 如 果 蒸 气 被 限 制 在 密 闭 的 容 器 中, 随 着 压 力 升 高, 蒸 气 的 温 度 也 相 应 升 高 在 103.4kPa(1.05kg/cm 2 ) 蒸 气 压 下, 温 度 达 到 121.3, 维 持 15~20min, 可 杀 灭 包 括 细 菌 芽 胞 在 内 的 所 有 微 生 物 高 压 蒸 汽 灭 菌 器 (autoclave) 就 是 根 据 这 一 原 理 制 成 的, 常 用 于 一 般 培 养 基 生 理 盐 水 手 术 敷 料 等 耐 高 温 耐 湿 物 品 的 灭 菌 二 辐 射 杀 菌 法 紫 外 线 波 长 200~300nm 的 紫 外 线 ( 包 括 日 光 中 的 紫 外 线 ) 具 有 杀 菌 作 用, 其 中 以 265~266nm 最 强, 这 与 DNA 的 吸 收 光 谱 范 围 一 致 紫 外 线 主 要 作 用 于 DNA, 使 一 条 DNA 链 上 相 邻 的 两 个 胸 腺 嘧 啶 共 价 结 合 而 形 成 二 聚 体, 干 扰 DNA 的 复 制 与 转 录, 导 致 细 50

51 菌 的 变 异 或 死 亡 紫 外 线 穿 透 力 较 弱, 普 通 玻 璃 纸 张 尘 埃 水 蒸 气 等 均 能 阻 挡 紫 外 线, 故 只 能 用 于 手 术 室 传 染 病 房 细 菌 实 验 室 的 空 气 消 毒, 或 用 于 不 耐 热 物 品 的 表 面 消 毒 杀 菌 波 长 的 紫 外 线 对 人 体 皮 肤 眼 睛 有 损 伤 作 用, 使 用 时 应 注 意 防 护 电 离 辐 射 包 括 高 速 电 子 X 射 线 和 γ 射 线 等 在 足 够 剂 量 时, 对 各 种 细 菌 均 有 致 死 作 用 其 机 制 在 于 产 生 游 离 基, 破 坏 DNA 电 离 辐 射 常 用 于 大 量 一 次 性 医 用 塑 料 制 品 的 消 毒 ; 亦 可 用 于 食 品 的 消 毒, 而 不 破 坏 其 营 养 成 分 微 波 微 波 是 一 种 波 长 为 1mm 到 1m 左 右 的 电 磁 波, 可 穿 透 玻 璃 塑 料 薄 膜 与 陶 瓷 等 物 质, 但 不 能 穿 透 金 属 表 面 消 毒 中 常 用 的 微 波 有 2450MHZ 与 915MHZ 两 种, 多 用 于 检 验 室 用 品 非 金 属 器 械 无 菌 病 室 的 食 品 食 具 药 杯 及 其 它 用 品 的 消 毒 三 滤 过 除 菌 法 滤 过 除 菌 法 (filtration) 是 用 物 理 阻 留 的 方 法 将 液 体 或 空 气 中 的 细 菌 除 去, 以 达 到 无 菌 目 的 所 用 的 器 具 是 滤 菌 器 (filter), 滤 菌 器 含 有 微 细 小 孔, 只 允 许 液 体 或 气 体 通 过, 而 大 于 孔 径 的 细 菌 等 颗 粒 不 能 通 过 滤 过 法 主 要 用 于 一 些 不 耐 高 温 灭 菌 的 血 清 毒 素 抗 生 素 以 及 空 气 等 的 除 菌 滤 菌 器 的 除 菌 性 能, 与 滤 器 材 料 的 特 性 滤 孔 大 小 静 电 作 用 等 因 素 有 关 滤 菌 器 的 种 类 很 多, 目 前 常 用 的 有 薄 膜 滤 菌 器 素 陶 瓷 滤 菌 器 石 棉 滤 菌 器 ( 亦 称 Seitz 滤 菌 器 ) 烧 结 玻 璃 滤 菌 器 等 四 超 声 波 杀 菌 法 不 被 人 耳 感 受 的 高 于 20 千 周 /s 的 声 波, 称 为 超 声 波 超 声 波 可 裂 解 多 数 细 菌, 尤 其 是 革 兰 阴 性 菌 更 为 敏 感, 但 往 往 有 残 存 者 目 前 超 声 波 主 要 用 于 粉 碎 细 胞, 以 提 取 细 胞 组 分 或 制 备 抗 原 等 超 声 波 裂 解 细 菌 的 机 制 主 要 是 它 通 过 水 时 发 生 的 空 ( 腔 ) 化 作 用, 在 液 体 中 造 成 压 力 改 变, 应 力 薄 弱 区 形 成 许 多 小 空 腔, 逐 渐 增 大, 最 后 崩 破 崩 破 时 的 压 力 可 高 达 1000 个 大 气 压 五 干 燥 与 低 温 抑 菌 法 有 些 细 菌 的 繁 殖 体 在 空 气 中 干 燥 时 会 很 快 死 亡, 例 如 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 淋 病 奈 瑟 菌 霍 乱 弧 菌 苍 白 密 螺 旋 体 等 但 有 些 细 菌 的 抗 干 燥 力 较 强, 如 溶 血 性 链 球 菌 在 尘 埃 中 存 活 25d, 结 核 分 枝 杆 菌 在 干 痰 中 数 月 不 死 芽 胞 的 抵 抗 力 更 强, 如 炭 疽 芽 胞 杆 菌 的 芽 胞 耐 干 燥 20 余 年 干 燥 法 常 用 于 保 存 食 物, 浓 盐 或 糖 渍 食 品 可 使 细 菌 体 内 水 分 逸 出, 造 成 生 理 性 干 燥, 使 细 菌 的 生 命 活 动 停 止, 从 而 防 止 食 物 变 质 51

52 低 温 可 使 细 菌 的 新 陈 代 谢 减 慢, 故 常 用 作 保 存 细 菌 菌 种 当 温 度 回 升 至 适 宜 范 围 时, 又 能 恢 复 生 长 繁 殖 为 避 免 解 冻 时 对 细 菌 的 损 伤, 可 在 低 温 状 态 下 真 空 抽 去 水 分, 此 法 称 为 冷 冻 真 空 干 燥 法 (lyophilization) 该 法 是 目 前 保 存 菌 种 的 最 好 方 法, 一 般 可 保 存 微 生 物 数 年 至 数 十 年 第 二 节 化 学 消 毒 灭 菌 法 许 多 化 学 药 物 能 影 响 细 菌 的 化 学 组 成 物 理 结 构 和 生 理 活 动, 从 而 发 挥 防 腐 消 毒 甚 至 灭 菌 的 作 用 消 毒 防 腐 药 物 一 般 都 对 人 体 组 织 有 害, 只 能 外 用 或 用 于 环 境 的 消 毒 根 据 化 学 消 毒 剂 的 杀 菌 机 制 不 同, 主 要 分 以 下 几 类 :1 促 进 菌 体 蛋 白 质 变 性 或 凝 固, 例 如 酚 类 ( 高 浓 度 ) 醇 类 重 金 属 盐 类 ( 高 浓 度 ) 酸 碱 类 醛 类 ;2 干 扰 细 菌 的 酶 系 统 和 代 谢, 例 如 某 些 氧 化 剂 重 金 属 盐 类 ( 低 浓 度 ) 与 细 菌 的 -SH 基 结 合 使 有 关 酶 失 去 活 性 ;3 损 伤 菌 细 胞 膜, 例 如 酚 类 ( 低 浓 度 ) 表 面 活 性 剂 脂 溶 剂 等, 能 降 低 菌 细 胞 的 表 面 张 力 并 增 加 其 通 透 性, 胞 外 液 体 内 渗, 致 使 细 菌 破 裂 一 消 毒 剂 的 主 要 种 类 酚 类 石 炭 酸 来 苏 洗 必 泰 等 酚 类 化 合 物, 低 浓 度 时 破 坏 菌 细 胞 膜, 使 胞 质 内 容 物 漏 出 ; 高 浓 度 时 使 菌 体 蛋 白 质 凝 固 也 有 抑 制 细 菌 脱 氢 酶 氧 化 酶 等 作 用 醇 类 杀 菌 机 制 在 于 去 除 细 菌 胞 膜 中 的 脂 类, 并 使 菌 体 蛋 白 质 变 性 乙 醇 最 常 用, 浓 度 为 70%~75% 时 杀 菌 力 最 强, 更 高 浓 度 因 能 使 菌 体 表 面 蛋 白 质 迅 速 凝 固, 杀 菌 效 力 反 而 减 低 异 丙 醇 的 杀 菌 作 用 比 乙 醇 强, 且 挥 发 性 低, 但 毒 性 较 高 两 者 主 要 用 于 皮 肤 消 毒 和 浸 泡 体 温 计 等 重 金 属 盐 类 高 浓 度 时 易 与 带 阴 电 荷 的 菌 体 蛋 白 质 结 合, 使 之 发 生 变 性 或 沉 淀, 又 可 与 细 菌 酶 蛋 白 的 -SH 基 结 合, 使 其 丧 失 酶 活 性 氧 化 剂 常 用 的 有 过 氧 化 氢 过 氧 乙 酸 高 锰 酸 钾 与 卤 素 等 它 们 的 杀 菌 作 用 是 依 靠 其 氧 化 能 力, 可 与 酶 蛋 白 中 的 -SH 基 结 合, 转 变 为 -SS- 基, 导 致 酶 活 性 的 丧 失 过 氧 化 氢 在 水 中 可 形 成 氧 化 能 力 很 强 的 自 由 羟 基, 破 坏 蛋 白 质 的 分 子 结 构 过 氧 乙 酸 为 强 氧 化 剂, 易 溶 于 水, 对 细 菌 繁 殖 体 和 芽 胞 真 菌 病 毒 等 都 有 杀 灭 作 用, 应 用 广 泛 ; 但 稳 定 性 差, 易 分 解 并 有 刺 激 性 与 腐 蚀 性, 不 适 用 于 金 属 器 具 等 的 消 毒 用 于 消 毒 的 卤 素 有 碘 和 氯 两 类, 碘 多 用 于 皮 肤 消 毒 ; 氯 多 用 于 水 的 消 毒 氯 化 合 物 有 漂 白 粉 次 氯 酸 钙 次 氯 酸 钠 等 表 面 活 性 剂 又 称 去 污 剂, 易 溶 于 水, 能 减 低 液 体 的 表 面 张 力, 使 物 品 表 面 油 脂 乳 52

53 化 易 于 除 去, 故 具 清 洁 作 用 并 能 吸 附 于 细 菌 表 面, 改 变 胞 壁 通 透 性, 使 菌 体 内 的 酶 辅 酶 代 谢 中 间 产 物 逸 出, 呈 现 杀 菌 作 用 表 面 活 性 剂 有 阳 离 子 型 阴 离 子 型 和 非 离 子 型 三 类 因 细 菌 带 阴 电, 故 阳 离 子 型 杀 菌 作 用 较 强 阴 离 子 型 如 烷 苯 磺 酸 盐 与 十 二 烷 基 硫 酸 钠 解 离 后 带 阴 电, 对 革 兰 阳 性 菌 也 有 杀 菌 作 用 非 离 子 型 对 细 菌 无 毒 性, 有 些 反 而 有 利 于 细 菌 的 生 长, 例 如 吐 温 80(tween 80) 对 结 核 分 枝 杆 菌 有 刺 激 生 长 并 有 使 菌 分 散 的 作 用 常 用 于 消 毒 的 表 面 活 性 剂 有 新 洁 尔 灭 杜 灭 芬 等 烷 化 剂 杀 菌 机 制 在 于 对 细 菌 蛋 白 质 和 核 酸 的 烷 化 作 用, 杀 菌 谱 广, 杀 菌 力 强 常 用 的 有 甲 醛 环 氧 乙 烷 和 戊 二 醛 等 甲 醛 与 环 氧 乙 烷 的 杀 菌 作 用 主 要 是 取 代 细 菌 酶 蛋 白 中 氨 基 羧 基 巯 基 或 羟 基 上 的 氢 原 子, 使 酶 失 去 活 性 戊 二 醛 主 要 是 取 代 氨 基 上 的 氢 原 子 环 氧 乙 烷 能 穿 透 包 裹 物, 对 分 枝 杆 菌 病 毒 真 菌 和 细 菌 芽 胞 均 有 较 强 的 杀 菌 力 缺 点 是 对 人 体 有 一 定 毒 性, 且 有 些 烷 化 剂, 如 β- 丙 脂 等 可 能 有 致 癌 作 用 二 消 毒 剂 的 应 用 病 人 排 泄 物 与 分 泌 物 粪 尿 脓 痰 等, 一 般 多 用 等 量 的 20% 漂 白 粉 5% 石 炭 酸 或 2% 来 苏, 搅 拌 均 匀, 作 用 2h 再 倾 去 皮 肤 2.5% 碘 酒 70% 乙 醇 2% 红 汞 均 可 应 用 粘 膜 新 生 儿 预 防 淋 病 奈 瑟 菌 性 眼 结 膜 炎 可 用 1% 硝 酸 银 或 2% 蛋 白 银 滴 眼 ; 口 腔 粘 膜 消 毒 可 用 3% 过 氧 化 氢 ; 冲 洗 尿 道 阴 道 膀 胱 等 可 用 0.01%~0.1% 洗 必 泰 或 0.1 % 高 锰 酸 钾 饮 水 自 来 水 用 氯 气, 少 量 的 饮 用 水 可 用 漂 白 粉 厕 所 阴 沟 可 用 生 石 灰, 其 有 效 成 分 是 氢 氧 化 钙 53

54 表 3-1 常 用 消 毒 剂 的 种 类 作 用 机 制 与 用 途 类 别 作 用 机 制 常 用 消 毒 剂 用 途 酚 类 蛋 白 质 变 性, 损 伤 细 胞 膜, 灭 活 酶 类 3%~5% 石 炭 酸 2% 来 苏 0.01%~0.05% 洗 必 泰 地 面 器 具 表 面 的 消 毒, 皮 肤 消 毒, 术 前 洗 手 阴 道 冲 洗 等 醇 类 蛋 白 质 变 性 与 凝 固, 干 扰 代 谢 重 金 属 盐 类 氧 化 作 用, 蛋 白 质 变 性 与 沉 淀, 灭 活 酶 类 70%~75% 乙 醇 0.05%~0.01% 升 汞 2% 红 汞 0.1% 硫 柳 汞 1% 硝 酸 银 1%~5% 蛋 白 银 皮 肤 体 温 计 消 毒 非 金 属 器 皿 的 消 毒 皮 肤 粘 膜 小 创 伤 消 毒 皮 肤 消 毒 手 术 部 位 消 毒 新 生 儿 滴 眼 预 防 淋 病 奈 瑟 菌 感 染 氧 化 剂 氧 化 作 用, 蛋 白 质 沉 淀 0.1% 高 锰 酸 钾 3% 过 氧 化 氢 0.2%~0.3% 过 氧 乙 酸 2.0%~2.5% 碘 酒 0.2ppm~0.5ppm 氯 10%~20% 漂 白 粉 0.5%~1.5% 漂 粉 精 0.2%~0.5% 氯 胺 4ppm 二 氯 异 氰 尿 酸 钠 3% 二 氯 异 氰 尿 酸 钠 皮 肤 尿 道 蔬 菜 水 果 消 毒 创 口 皮 肤 粘 膜 消 毒 塑 料 玻 璃 器 材 消 毒 皮 肤 消 毒 饮 水 及 游 泳 池 消 毒 地 面 厕 所 与 排 泄 物 消 毒 地 面 墙 壁 家 具 消 毒, 饮 水 消 毒 :0.3%~0.4%/kg 室 内 空 气 及 表 面 消 毒,0.1%~ 1.2% 浸 泡 衣 服 水 消 毒 空 气 及 排 泄 物 消 毒 表 面 活 性 剂 损 伤 细 胞 膜, 灭 活 氧 化 酶 等 酶 活 性, 蛋 白 质 沉 定 0.05% ~ 0.1% 新 洁 尔 灭 0.05%~0.1% 杜 灭 芬 外 科 手 术 洗 手, 皮 肤 粘 膜 消 毒, 浸 泡 手 术 器 械 皮 肤 创 伤 冲 洗, 金 属 器 械 塑 料 橡 皮 类 消 毒 54

55 烷 化 剂 菌 体 蛋 白 质 及 核 酸 烷 基 化 10% 甲 醛 50mg/L 环 氧 乙 烷 2% 戊 二 醛 物 品 表 面 消 毒, 空 气 消 毒 手 术 器 械 敷 料 等 消 毒 精 密 仪 器 内 窥 镜 等 消 毒 染 料 抑 制 细 菌 繁 殖, 干 扰 氧 化 过 程 2%~4% 龙 胆 紫 浅 表 创 伤 消 毒 酸 碱 类 破 坏 细 胞 膜 和 细 胞 壁, 蛋 白 质 凝 固 5~10ml/m 2 醋 酸 加 等 量 水 蒸 发 生 石 灰 ( 按 1:4~1:8 比 例 加 水 配 成 糊 状 ) 空 气 消 毒 地 面 排 泄 物 消 毒 空 气 常 用 福 尔 马 林 ( 甲 醛 溶 液 ) 加 热 法 :12.5~25ml/m 3 熏 蒸 12~24 h; 或 福 尔 马 林 混 合 高 锰 酸 钾 法 : 福 尔 马 林 40ml 加 高 锰 酸 钾 30g/m 3, 熏 蒸 12~24 h; 肝 炎 病 房 可 用 过 氧 乙 酸 3g/m 3 熏 蒸 90min 手 一 般 用 2% 来 苏 当 疑 有 肝 炎 病 毒 污 染 时, 用 0.2%~0.4% 过 氧 乙 酸 浸 泡 1~2min 后, 流 水 冲 洗 或 用 2% 碘 酊 涂 擦 后 用 70% 乙 醇 擦 洗 常 用 消 毒 剂 的 选 用 参 见 表 3-1 第 三 节 影 响 消 毒 灭 菌 效 果 的 因 素 消 毒 灭 菌 的 效 果 受 环 境 微 生 物 种 类 及 消 毒 剂 本 身 等 多 种 因 素 的 影 响 消 毒 剂 的 性 质 浓 度 与 作 用 时 间 各 种 消 毒 剂 的 理 化 性 质 不 同, 对 微 生 物 的 作 用 大 小 也 有 差 异 例 如 表 面 活 性 剂 对 革 兰 阳 性 菌 的 杀 灭 效 果 比 对 革 兰 阴 性 菌 好 ; 龙 胆 紫 对 葡 萄 球 菌 作 用 较 强 同 一 种 消 毒 剂 的 浓 度 不 同, 其 消 毒 效 果 也 不 同 绝 大 多 数 消 毒 剂 在 高 浓 度 时 杀 菌 作 用 大, 当 降 至 一 定 浓 度 时 只 有 抑 菌 作 用, 但 醇 类 例 外,70% 乙 醇 或 50%~ 80% 异 丙 醇 的 消 毒 效 果 最 好 消 毒 剂 在 一 定 浓 度 下, 对 细 菌 的 作 用 时 间 愈 长, 消 毒 效 果 也 愈 好 微 生 物 的 种 类 与 数 量 同 一 消 毒 剂 对 不 同 微 生 物 的 杀 菌 效 果 不 同, 例 如 一 般 消 毒 剂 对 结 核 分 枝 杆 菌 的 作 用 要 比 对 其 他 细 菌 繁 殖 体 的 作 用 差 ;70% 乙 醇 可 杀 死 一 般 细 菌 繁 殖 体, 但 不 能 杀 灭 细 菌 的 芽 胞 ; 必 须 根 据 消 毒 对 象 选 择 合 适 的 消 毒 剂 此 外, 微 生 物 的 数 量 越 大, 所 需 消 毒 的 时 间 就 越 长 温 度 温 度 升 高 可 提 高 消 毒 效 果 例 如 2% 戊 二 醛 杀 灭 每 毫 升 含 10 4 个 炭 疽 芽 胞 杆 菌 的 芽 胞,20 时 需 15min,40 时 为 2min,56 时 仅 1min 即 可 酸 碱 度 消 毒 剂 的 杀 菌 作 用 受 酸 碱 度 的 影 响 例 如 戊 二 醛 本 身 呈 中 性, 其 水 溶 液 呈 弱 酸 性, 不 具 有 杀 芽 胞 的 作 用, 只 有 在 加 入 碳 酸 氢 钠 后 才 发 挥 杀 菌 作 用 新 洁 尔 的 杀 菌 作 用 是 ph 愈 低 所 需 杀 菌 浓 度 愈 高, 在 ph 3 时 所 需 的 杀 菌 浓 度, 较 ph 9 时 要 高 10 倍 左 55

56 右 有 机 物 环 境 中 有 机 物 的 存 在, 能 够 影 响 消 毒 剂 的 效 果 病 原 菌 常 随 同 排 泄 物 分 泌 物 一 起 存 在, 这 些 物 质 可 阻 碍 消 毒 剂 与 病 原 菌 的 接 触, 并 消 耗 药 品, 因 而 减 弱 消 毒 效 果 湿 度 穿 透 力 表 面 张 力, 以 及 拮 抗 物 质 的 存 在 等, 亦 对 消 毒 灭 菌 的 效 果 有 影 响 第 4 章 噬 菌 体 ( 戚 中 田 ) 噬 菌 体 (bacteriophage, phage) 是 感 染 细 菌 真 菌 放 线 菌 或 螺 旋 体 等 微 生 物 的 病 毒, 本 世 纪 初 在 葡 萄 球 菌 和 志 贺 菌 中 首 先 发 现 噬 菌 体 具 有 病 毒 的 一 些 特 性 : 个 体 微 小, 可 以 通 过 细 菌 滤 器 ; 没 有 完 整 的 细 胞 结 构, 主 要 由 蛋 白 质 构 成 的 衣 壳 和 包 含 于 其 中 的 核 酸 组 成 ; 只 能 在 活 的 微 生 物 细 胞 内 复 制 增 殖, 是 一 种 专 性 细 胞 内 寄 生 的 微 生 物 噬 菌 体 分 布 极 广, 凡 是 有 细 菌 的 场 所, 就 可 能 有 相 应 噬 菌 体 的 存 在 在 人 和 动 物 的 排 泄 物, 或 污 染 的 井 水 河 水 中, 常 含 有 肠 道 菌 的 噬 菌 体 在 土 壤 中, 可 找 到 土 壤 细 菌 的 噬 菌 体 噬 菌 体 有 严 格 的 宿 主 特 异 性, 只 寄 居 在 易 感 宿 主 菌 体 内, 故 可 利 用 噬 菌 体 进 行 细 菌 的 流 行 病 学 鉴 定 与 分 型, 以 追 查 传 染 源 由 于 噬 菌 体 结 构 简 单 基 因 数 少, 是 分 子 生 物 学 与 基 因 工 程 的 良 好 实 验 系 统 第 一 节 噬 菌 体 的 生 物 学 性 状 形 态 与 结 构 噬 菌 体 很 小, 在 光 学 显 微 镜 下 看 不 见, 需 用 电 子 显 微 镜 观 察 不 同 的 噬 菌 体 在 电 子 显 微 镜 下 有 三 种 形 态, 即 蝌 蚪 形 ( 图 4-1) 微 球 形 和 丝 形 大 多 数 噬 菌 体 呈 蝌 蚪 形, 由 头 部 和 尾 部 两 部 分 组 成 ( 图 4-2) 例 如 大 肠 埃 希 菌 T4 噬 菌 体 头 部 呈 六 边 形, 立 体 对 称, 大 小 约 95 65nm, 内 含 遗 传 物 质 核 酸 ; 尾 部 是 一 管 状 结 构, 长 95~ 125nm, 直 径 13~20nm, 由 一 个 内 径 约 2.5nm 中 空 的 尾 髓 和 外 面 包 着 的 尾 鞘 组 成 尾 髓 具 有 收 缩 功 能, 可 使 头 部 核 酸 注 入 宿 主 菌 在 头 尾 连 接 处 有 一 尾 领 结 构, 可 能 与 头 部 装 配 有 关 尾 部 末 端 有 尾 板 尾 刺 和 尾 丝, 尾 板 内 有 裂 解 宿 主 菌 细 胞 壁 的 溶 菌 酶 ; 尾 丝 为 噬 菌 体 的 吸 附 器 官, 能 识 别 宿 主 菌 体 表 面 的 特 殊 受 体 有 的 噬 菌 体 尾 部 很 短 或 缺 失 图 4-1 图

57 化 学 组 成 噬 菌 体 主 要 由 核 酸 和 蛋 白 质 组 成 核 酸 是 噬 菌 体 的 遗 传 物 质, 常 见 噬 菌 体 的 基 因 组 大 小 为 2~200kb 蛋 白 质 构 成 噬 菌 体 头 部 的 衣 壳 及 尾 部, 包 括 尾 髓 尾 鞘 尾 板 尾 刺 和 尾 丝, 起 着 保 护 核 酸 的 作 用, 并 决 定 噬 菌 体 外 形 和 表 面 特 征 噬 菌 体 的 核 酸 为 DNA 或 RNA, 并 由 此 将 噬 菌 体 分 成 DNA 噬 菌 体 和 RNA 噬 菌 体 两 大 类 大 多 数 DNA 噬 菌 体 的 DNA 为 线 状 双 链, 但 一 些 微 小 DNA 噬 菌 体 的 DNA 为 环 状 单 链 多 数 RNA 噬 菌 体 的 RNA 为 线 状 单 链, 少 数 为 线 状 双 链, 且 分 成 几 个 节 段 有 尾 噬 菌 体 的 核 酸 均 为 线 状 双 链 DNA, 无 尾 噬 菌 体 的 核 酸 可 为 环 状 单 链 DNA 或 线 状 单 链 RNA( 表 4-1) 噬 菌 体 的 DNA 同 样 由 核 苷 酸 组 成, 某 些 噬 菌 体 的 基 因 组 含 有 异 常 碱 基, 如 大 肠 埃 希 菌 T 偶 数 噬 菌 体 无 胞 嘧 啶, 而 代 以 5- 羟 甲 基 胞 嘧 啶 与 糖 基 化 的 5- 羟 甲 基 胞 嘧 啶 ; 某 些 枯 草 芽 胞 杆 菌 噬 菌 体 的 DNA 无 胸 腺 嘧 啶, 而 代 以 尿 嘧 啶 5- 羟 甲 基 尿 嘧 啶 等 因 宿 主 菌 细 胞 内 没 有 这 些 碱 基, 可 成 为 噬 菌 体 DNA 的 天 然 标 记 表 4-1 噬 菌 体 的 形 态 与 核 酸 特 征 噬 菌 体 宿 主 菌 形 态 核 酸 T1-T7 λ N4 大 肠 埃 希 菌 蝌 蚪 形 dsdna, 线 状 P1 志 贺 菌 蝌 蚪 形 dsdna, 线 状 P22 沙 门 菌 蝌 蚪 形 dsdna, 线 状 SP01 SP82 枯 草 芽 胞 杆 菌 蝌 蚪 形 dsdna, 线 状 Φ29 解 淀 粉 芽 胞 杆 菌 蝌 蚪 形 dsdna, 线 状 PM2 假 单 胞 菌 微 球 形, 有 包 膜 dsdna, 线 状 * Φ X174 S13 M12 大 肠 埃 希 菌 微 球 形 ssdna, 线 状 G4 f1 fd M13 大 肠 埃 希 菌 丝 形 ssdna, 线 状 MS2 f2 fr Qβ 大 肠 埃 希 菌 微 球 形 ssrna, 线 状 ф6 假 单 胞 菌 微 球 形, 有 包 膜 * dsrna, 线 状, 分 成 3 节 段 * 噬 菌 体 的 外 围 有 一 层 由 脂 质 双 层 组 成 的 包 膜 抗 原 性 噬 菌 体 具 有 抗 原 性, 能 刺 激 机 体 产 生 特 异 性 抗 体 该 抗 体 能 抑 制 相 应 噬 菌 57

58 体 侵 袭 敏 感 细 菌, 但 对 已 吸 附 或 已 进 入 宿 主 菌 的 噬 菌 体 不 起 作 用, 噬 菌 体 仍 能 复 制 增 殖 抵 抗 力 噬 菌 体 对 理 化 因 素 与 多 数 化 学 消 毒 剂 的 抵 抗 力 比 一 般 细 菌 的 繁 殖 体 强 ; 能 抵 抗 乙 醚 氯 仿 和 乙 醇, 一 般 经 75 30min 或 更 久 才 能 被 灭 活 噬 菌 体 能 耐 受 低 温 和 冰 冻, 但 对 紫 外 线 和 X 射 线 敏 感, 一 般 经 紫 外 线 照 射 10~15min 即 失 去 活 性 第 二 节 毒 性 噬 菌 体 根 据 与 宿 主 菌 的 相 互 关 系, 噬 菌 体 可 分 成 两 种 类 型 : 一 种 是 能 在 宿 主 菌 细 胞 内 复 制 增 殖, 产 生 许 多 子 代 噬 菌 体, 并 最 终 裂 解 细 菌, 称 为 毒 性 噬 菌 体 (virulent phage) 另 一 种 是 噬 菌 体 基 因 与 宿 主 菌 染 色 体 整 合, 不 产 生 子 代 噬 菌 体, 但 噬 菌 体 DNA 能 随 细 菌 DNA 复 制, 并 随 细 菌 的 分 裂 而 传 代, 称 为 温 和 噬 菌 体 (temperate phage) 或 溶 原 性 噬 菌 体 (lysogenic phage) 毒 性 噬 菌 体 在 敏 感 菌 内 以 复 制 方 式 进 行 增 殖, 增 殖 过 程 包 括 吸 附 穿 入 生 物 合 成 成 熟 和 释 放 几 个 阶 段 从 噬 菌 体 吸 附 至 细 菌 溶 解 释 放 出 子 代 噬 菌 体, 称 为 噬 菌 体 的 复 制 周 期 或 溶 菌 周 期 吸 附 吸 附 是 噬 菌 体 与 细 菌 表 面 受 体 发 生 特 异 性 结 合 的 过 程 ( 图 4-3), 其 特 异 性 取 决 于 噬 菌 体 蛋 白 与 宿 主 菌 表 面 受 体 分 子 结 构 的 互 补 性 不 同 噬 菌 体 的 吸 附 方 式 不 同, 丝 形 噬 菌 体 以 其 末 端 吸 附, 有 尾 噬 菌 体 以 尾 丝 尾 刺 吸 附 丝 形 噬 菌 体 如 M13 f1 等 及 微 球 形 噬 菌 体 如 MS2 等 是 吸 附 于 细 菌 的 性 菌 毛 上, 所 以 只 感 染 有 性 菌 毛 的 F + 菌 只 要 细 菌 具 有 特 异 性 受 体, 不 论 是 活 或 已 死 亡, 噬 菌 体 都 能 吸 附, 但 噬 菌 体 不 能 进 入 死 亡 的 宿 主 菌 图 4-3 穿 入 有 尾 噬 菌 体 吸 附 宿 主 菌 后, 借 助 尾 部 末 端 含 有 的 一 种 类 似 溶 菌 酶 的 物 质, 在 细 菌 胞 壁 上 溶 一 小 孔, 然 后 通 过 尾 鞘 的 收 缩, 将 头 部 DNA 注 入 细 菌 体 内, 而 蛋 白 质 衣 壳 留 在 菌 细 胞 外 ( 图 4-4) 无 尾 噬 菌 体 与 丝 形 噬 菌 体 可 以 脱 壳 的 方 式 进 入 细 菌 细 胞 内 图 4-4 生 物 合 成 噬 菌 体 核 酸 进 入 菌 细 胞 后, 一 方 面 通 过 转 录 形 成 mrna, 再 由 此 转 译 成 噬 菌 体 所 需 的, 与 生 物 合 成 有 关 的 酶 调 节 蛋 白 和 结 构 蛋 白 另 一 方 面, 以 噬 菌 体 核 酸 为 模 板, 通 过 核 酸 多 聚 酶 的 催 化 作 用, 大 量 复 制 子 代 噬 菌 体 的 基 因 核 酸 成 熟 与 释 放 待 噬 菌 体 的 蛋 白 质 与 基 因 核 酸 分 别 合 成 后, 立 即 在 细 菌 胞 质 内 按 一 定 58

59 程 序 装 配 成 完 整 的 成 熟 噬 菌 体 当 子 代 噬 菌 体 达 到 一 定 数 目 时, 菌 细 胞 突 然 裂 解, 释 放 出 的 噬 菌 体 又 可 感 染 新 的 敏 感 细 菌 但 有 些 丝 形 噬 菌 体 是 以 出 芽 的 方 式 逐 个 释 放 在 液 体 培 养 基 中, 噬 菌 现 象 可 使 混 浊 菌 液 变 为 澄 清 在 固 体 培 养 基 上, 若 用 适 量 的 噬 菌 体 和 宿 主 菌 液 混 合 后 接 种 培 养, 培 养 基 表 面 可 有 透 亮 的 溶 菌 空 斑 出 现 一 个 空 斑 系 由 一 个 噬 菌 体 复 制 增 殖 并 裂 解 细 菌 后 形 成, 称 为 噬 斑 (plaque), 不 同 噬 菌 体 噬 斑 的 形 态 与 大 小 不 尽 相 同 若 将 噬 菌 体 按 一 定 倍 数 稀 释, 通 过 噬 斑 计 数, 可 测 知 一 定 体 积 内 的 噬 斑 形 成 单 位 (plaque forming units, pfu) 数 目, 即 噬 菌 体 的 数 量 第 三 节 温 和 噬 菌 体 温 和 噬 菌 体 的 基 因 组 能 与 宿 主 菌 基 因 组 整 合, 并 随 细 菌 分 裂 传 至 子 代 细 菌 的 基 因 组 中, 不 引 起 细 菌 裂 解 整 合 在 细 菌 基 因 组 中 的 噬 菌 体 基 因 组 称 为 前 噬 菌 体 (prophage), 带 有 前 噬 菌 体 基 因 组 的 细 菌 称 为 溶 原 性 细 菌 (lysogenic bacterium) 前 噬 菌 体 偶 尔 可 自 发 地 或 在 某 些 理 化 和 生 物 因 素 的 诱 导 下 脱 离 宿 主 菌 基 因 组 而 进 入 溶 菌 周 期, 产 生 成 熟 噬 菌 体, 导 致 细 菌 裂 解 温 和 噬 菌 体 的 这 种 产 生 成 熟 噬 菌 体 颗 粒 和 溶 解 宿 主 菌 的 潜 在 能 力, 称 为 溶 原 性 (lysogeny) 由 此 可 知, 温 和 噬 菌 体 可 有 三 种 存 在 状 态 :1 游 离 的 具 有 感 染 性 的 噬 菌 体 颗 粒 ;2 宿 主 菌 胞 质 内 类 似 质 粒 形 式 的 噬 菌 体 核 酸 ;3 前 噬 菌 体 另 外, 温 和 噬 菌 体 可 有 溶 原 性 周 期 和 溶 菌 性 周 期 ( 图 4-5), 而 毒 性 噬 菌 体 只 有 一 个 溶 菌 性 周 期 图 4-5 溶 原 状 态 通 常 十 分 稳 定, 能 经 历 许 多 代 但 在 某 些 条 件 如 紫 外 线 X 线 致 癌 剂 突 变 剂 等 作 用 下, 可 中 断 溶 原 状 态 而 进 入 溶 菌 性 周 期, 这 称 为 前 噬 菌 体 的 诱 导 与 切 离 (excision), 发 生 率 为 10-2 ~10-5 极 少 数 溶 源 性 细 菌 中 的 前 噬 菌 体 离 开 细 菌 基 因 组 后, 不 进 入 溶 菌 性 周 期, 这 个 现 象 被 形 象 地 称 之 为 治 愈 溶 原 性 细 菌 具 有 抵 抗 同 种 或 有 亲 缘 关 系 噬 菌 体 重 复 感 染 的 能 力, 即 使 得 宿 主 菌 处 在 一 种 噬 菌 体 免 疫 状 态 某 些 前 噬 菌 体 可 导 致 细 菌 基 因 型 和 性 状 发 生 改 变, 这 称 为 溶 原 性 转 换 (lysogenic conversion) 例 如 白 喉 棒 状 杆 菌 产 生 白 喉 毒 素, 是 因 其 前 噬 菌 体 带 有 毒 素 蛋 白 结 构 基 因 ;A 群 溶 血 性 链 球 菌 受 有 关 温 和 噬 菌 体 感 染 发 生 溶 原 性 转 换, 能 产 生 致 热 外 毒 素 ; 肉 毒 梭 菌 的 毒 素 金 黄 色 葡 萄 球 菌 溶 素 的 产 生, 以 及 沙 门 菌 志 贺 菌 等 的 抗 原 结 构 和 血 清 59

60 型 别 都 与 溶 原 性 转 换 有 关 第 四 节 噬 菌 体 的 应 用 细 菌 的 鉴 定 与 分 型 噬 菌 体 与 宿 主 菌 的 关 系 具 有 高 度 特 异 性, 即 一 种 噬 菌 体 只 能 裂 解 一 种 和 它 相 应 的 细 菌, 故 可 用 于 未 知 细 菌 的 鉴 定 和 分 型 例 如 用 伤 寒 沙 门 菌 Vi 噬 菌 体 可 将 有 Vi 抗 原 的 伤 寒 沙 门 菌 分 为 96 个 噬 菌 体 型 这 对 流 行 病 学 调 查 追 查 传 染 源 等 具 有 重 要 意 义 分 子 生 物 学 研 究 的 重 要 工 具 噬 菌 体 对 基 因 工 程 理 论 与 技 术 的 发 展 已 经 发 挥 了 重 要 作 用 噬 菌 体 基 因 数 量 少, 结 构 比 细 菌 和 高 等 细 胞 简 单 得 多, 而 且 容 易 获 得 大 量 的 突 变 体, 因 此 成 为 研 究 基 因 复 制 转 录 重 组 表 达 调 控 机 制 等 的 重 要 工 具 ; 成 为 研 究 DNA RNA 和 蛋 白 质 相 互 作 用 的 良 好 模 型 系 统 近 年 来, 利 用 λ 噬 菌 体 作 为 载 体 构 建 基 因 文 库 ; 利 用 丝 形 噬 菌 体 表 面 表 达 技 术 构 建 肽 文 库 抗 体 文 库 和 蛋 白 质 文 库 等, 又 使 噬 菌 体 成 为 分 子 生 物 学 研 究 中 的 重 要 载 体 细 菌 感 染 的 诊 断 与 治 疗 应 用 噬 菌 体 效 价 增 长 试 验 可 检 测 标 本 中 的 相 应 细 菌 即 在 疑 有 某 种 细 菌 存 在 的 标 本 中, 加 入 一 定 数 量 的 已 知 的 相 应 噬 菌 体,37 孵 育 6~8 h, 再 进 行 该 噬 菌 体 的 效 价 测 定 若 其 效 价 有 明 显 增 长, 则 表 明 标 本 中 有 某 种 细 菌 的 存 在 若 在 一 标 本 中 检 出 某 种 噬 菌 体, 且 数 量 较 多, 也 表 明 有 相 应 细 菌 的 存 在 在 有 些 局 部 感 染 时 可 用 噬 菌 体 作 为 一 种 辅 助 治 疗, 如 应 用 铜 绿 假 单 胞 菌 噬 菌 体 治 疗 创 口 感 染 但 由 于 噬 菌 体 的 特 异 性 过 于 专 一, 限 制 了 噬 菌 体 在 临 床 上 的 广 泛 应 用 ( 戚 中 田 ) 第 5 章 细 菌 的 遗 传 与 变 异 遗 传 与 变 异 是 所 有 生 物 的 共 同 生 命 特 征 细 菌 亦 是 一 种 生 物, 其 形 态 结 构 生 理 代 谢 致 病 性 耐 药 性 抗 原 性 等 性 状 都 是 由 细 菌 的 遗 传 物 质 所 决 定 遗 传 (heredity) 使 细 菌 的 性 状 保 持 相 对 稳 定, 且 代 代 相 传, 使 其 种 属 得 以 保 存 另 者 在 一 定 条 件 下, 若 子 代 与 亲 代 之 间 以 及 子 代 与 子 代 之 间 的 生 物 学 性 状 出 现 差 异 称 变 异 (variation) 变 异 可 使 细 菌 产 生 新 变 种, 变 种 的 新 特 性 靠 遗 传 得 以 巩 固, 60

61 并 使 物 种 得 以 发 展 与 进 化 细 菌 的 变 异 分 为 遗 传 性 与 非 遗 传 性 变 异, 前 者 是 细 菌 的 基 因 结 构 发 生 了 改 变, 如 基 因 突 变 或 基 因 转 移 与 重 组 等, 故 又 称 基 因 型 变 异 ; 后 者 是 细 菌 在 一 定 的 环 境 条 件 影 响 下 产 生 的 变 异, 其 基 因 结 构 未 改 变, 称 为 表 型 变 异 基 因 型 变 异 常 发 生 于 个 别 的 细 菌, 不 受 环 境 因 素 的 影 响, 变 异 发 生 后 是 不 可 逆 的, 产 生 的 新 性 状 可 稳 定 的 遗 传 给 后 代 相 反, 表 型 变 异 易 受 到 环 境 因 素 的 影 响, 凡 在 此 环 境 因 素 作 用 下 的 所 有 细 菌 都 出 现 变 异, 而 且 当 环 境 中 的 影 响 因 素 去 除 后, 变 异 的 性 状 又 可 复 原, 表 型 变 异 不 能 遗 传 第 一 节 细 菌 的 变 异 现 象 一 形 态 结 构 的 变 异 细 菌 的 大 小 和 形 态 在 不 同 的 生 长 时 期 可 不 同, 生 长 过 程 中 受 外 界 环 境 条 件 的 影 响 也 可 发 生 变 异 如 鼠 疫 耶 尔 森 菌 在 陈 旧 的 培 养 物 或 含 30g/L NaCl 的 培 养 基 上, 形 态 可 从 典 型 的 两 极 浓 染 的 椭 圆 形 小 杆 菌 变 为 多 形 态 性, 如 球 形 酵 母 样 形 亚 铃 形 等 又 如 许 多 细 菌 在 青 霉 素 免 疫 血 清 补 体 和 溶 菌 酶 等 因 素 影 响 下, 细 胞 壁 合 成 受 阻, 成 为 细 胞 壁 缺 陷 型 细 菌 ( 细 菌 L 型 变 异 ),L 型 的 革 兰 染 色 多 为 阴 性, 呈 球 形 长 丝 状 或 多 形 态 性, 在 含 血 清 的 高 渗 低 琼 脂 培 养 基 ( 含 20% 血 清 5%NaCl 0.8% 琼 脂 ) 上 能 缓 慢 生 长, 形 成 中 央 厚 而 四 周 薄 的 荷 包 蛋 样 小 菌 落 细 菌 的 一 些 特 殊 结 构, 如 荚 膜 芽 胞 鞭 毛 等 也 可 发 生 变 异 肺 炎 链 球 菌 在 机 体 内 或 在 含 有 血 清 的 培 养 基 中 初 分 离 时 可 形 成 荚 膜, 致 病 性 强, 经 传 代 培 养 后 荚 膜 逐 渐 消 失, 致 病 性 也 随 之 减 弱 将 有 芽 胞 的 炭 疽 芽 胞 杆 菌 在 42 培 养 10~ 20d 后, 可 失 去 形 成 芽 胞 的 能 力, 同 时 毒 力 也 会 相 应 减 弱 将 有 鞭 毛 的 普 通 变 形 杆 菌 点 种 在 琼 脂 平 板 上, 由 于 鞭 毛 的 动 力 使 细 菌 在 平 板 上 弥 散 生 长, 称 迁 徙 现 象, 菌 落 形 似 薄 膜 ( 德 语 hauch 意 为 薄 膜 ), 故 称 H 菌 落 若 将 此 菌 点 种 在 含 1% 石 炭 酸 的 培 养 基 上, 细 菌 失 去 鞭 毛, 只 能 在 点 种 处 形 成 不 向 外 扩 展 的 单 个 菌 落, 称 为 O 菌 落 ( 德 语 Ohne hauch 意 为 无 薄 膜 ) 通 常 将 失 去 鞭 毛 的 变 异 称 为 H-O 变 异, 此 变 异 是 可 逆 的 二. 毒 力 变 异 61

62 细 菌 的 毒 力 变 异 包 括 毒 力 的 增 强 和 减 弱 无 毒 力 的 白 喉 棒 状 杆 菌 常 寄 居 在 咽 喉 部, 不 致 病 ; 当 它 感 染 了 β- 棒 状 杆 菌 噬 菌 体 后 变 成 溶 原 性 细 菌, 则 获 得 产 生 白 喉 毒 素 的 能 力, 引 起 白 喉 有 毒 菌 株 长 期 在 人 工 培 养 基 上 传 代 培 养, 可 使 细 菌 的 毒 力 减 弱 或 消 失 如 卡 - 介 (Calmette-Guerin) 二 氏 曾 将 有 毒 的 牛 分 枝 杆 菌 在 含 有 胆 汁 的 甘 油 马 铃 薯 培 养 基 上, 经 过 13 年, 连 续 传 230 代, 终 于 获 得 了 一 株 毒 力 减 弱 但 仍 保 持 免 疫 原 性 的 变 异 株, 即 卡 介 苗 (BCG) 三 耐 药 性 变 异 细 菌 对 某 种 抗 菌 药 物 由 敏 感 变 成 耐 药 的 变 异 称 耐 药 性 变 异 从 抗 生 素 广 泛 应 用 以 来, 细 菌 对 抗 生 素 耐 药 的 不 断 增 长 是 世 界 范 围 内 的 普 遍 趋 势 金 黄 色 葡 萄 球 菌 耐 青 霉 素 的 菌 株 已 从 1946 年 的 14% 上 升 至 目 前 的 80% 以 上 耐 甲 氧 西 林 金 黄 色 葡 萄 球 菌 (methicillin resistant Staphylococcus aureus,mrsa) 逐 年 上 升, 我 国 于 1980 年 前 仅 为 5%,1985 年 上 升 至 24%,1992 年 以 后 达 70% 耐 青 霉 素 的 肺 炎 链 球 菌 也 达 50% 以 上,1998 年 首 次 报 道 粪 肠 球 菌 耐 万 古 霉 素 有 些 细 菌 还 表 现 为 同 时 耐 受 多 种 抗 菌 药 物, 即 多 重 耐 药 性 (multiple resistance), 甚 至 还 有 的 细 菌 变 异 后 产 生 对 药 物 的 依 赖 性, 如 痢 疾 志 贺 菌 赖 链 霉 素 株, 离 开 链 霉 素 则 不 能 生 长 细 菌 的 耐 药 性 变 异 给 临 床 治 疗 带 来 很 大 的 麻 烦, 并 成 为 当 今 医 学 上 的 重 要 问 题 四 菌 落 变 异 细 菌 的 菌 落 主 要 有 光 滑 (smooth,s) 型 和 粗 糙 (rough,r) 型 两 种 S 型 菌 落 表 面 光 滑 湿 润 边 缘 整 齐 细 菌 经 人 工 培 养 多 次 传 代 后 菌 落 表 面 变 为 粗 糙 干 燥 边 缘 不 整, 即 从 光 滑 型 变 为 粗 糙 型, 称 为 S-R 变 异 S-R 变 异 常 见 于 肠 道 杆 菌, 该 型 变 异 是 由 于 失 去 LPS 的 特 异 性 寡 糖 重 复 单 位 而 引 起 的 变 异 时 不 仅 菌 落 的 特 征 发 生 改 变, 而 且 细 菌 的 理 化 性 状 抗 原 性 代 谢 酶 活 性 及 毒 力 等 也 发 生 改 变 一 般 而 言,S 型 菌 的 致 病 性 强 但 有 少 数 细 菌 是 R 型 菌 的 致 病 性 强, 如 结 核 分 枝 杆 菌 炭 疽 芽 胞 杆 菌 和 鼠 疫 耶 尔 森 菌 等 这 在 从 标 本 中 分 离 致 病 菌 时, 对 如 何 挑 选 菌 落 具 有 实 际 意 义 革 兰 阴 性 菌 如 果 失 去 细 胞 壁 上 的 LPS, 则 细 菌 将 失 去 特 异 性 O 抗 原, 出 现 抗 原 性 的 改 变 如 宋 内 志 贺 菌 具 有 两 个 变 异 相,Ⅰ 相 为 S 型 菌 落, 多 从 急 性 痢 疾 患 者 中 分 离 到 ; 而 Ⅱ 相 为 R 型 菌 落, 常 由 慢 性 患 者 或 带 菌 者 体 内 分 离 出 62

63 第 一 节 细 菌 遗 传 变 异 的 物 质 基 础 细 菌 的 遗 传 物 质 是 DNA,DNA 靠 其 构 成 的 特 定 基 因 来 传 递 遗 传 信 息 细 菌 的 基 因 组 是 指 细 菌 染 色 体 和 染 色 体 以 外 遗 传 物 质 所 携 带 基 因 的 总 称 染 色 体 外 的 遗 传 物 质 是 指 质 粒 DNA 和 转 位 因 子 等 细 菌 染 色 体 细 菌 染 色 体 是 单 一 的 环 状 双 螺 旋 DNA 长 链, 附 着 在 横 隔 中 介 体 上 或 细 胞 膜 上 细 菌 染 色 体 缺 乏 组 蛋 白, 外 无 核 膜 包 围 以 大 肠 埃 希 菌 K12 为 例, 染 色 体 长 1300~2000μm, 约 为 菌 细 胞 长 的 1000 倍, 在 菌 体 内 高 度 盘 旋 缠 绕 成 丝 团 状 染 色 体 DNA 的 分 子 量 为 左 右 约 含 bp, 若 以 600bp 构 成 一 个 基 因, 整 个 染 色 体 含 4000~5000 个 基 因, 现 已 知 编 码 了 2000 多 种 酶 类 及 其 他 结 构 蛋 白 基 因 是 具 有 一 定 生 物 学 功 能 的 核 苷 酸 序 列, 如 编 码 蛋 白 质 结 构 基 因 的 作 用 子 (cistron), 编 码 核 糖 体 RNA(rRNA) 的 基 因 以 及 识 别 和 附 着 另 一 分 子 部 位 的 启 动 基 因 (promoter) 和 操 纵 基 因 (operators) 等 细 菌 染 色 体 DNA 的 复 制, 在 大 肠 埃 希 菌 已 证 明 是 双 向 复 制 即 双 链 DNA 解 链 后 从 复 制 起 点 开 始, 在 一 条 模 板 上 按 顺 时 针 方 向 复 制 连 续 的 大 片 段, 另 一 条 模 板 上 按 逆 时 针 方 向 复 制 若 干 断 续 的 小 片 段, 然 后 再 连 接 成 长 链 复 制 到 180 时 汇 合 完 成 复 制 全 过 程 约 需 20min 质 粒 质 粒 是 细 菌 染 色 体 以 外 的 遗 传 物 质, 是 环 状 闭 合 的 双 链 DNA, 经 人 工 抽 提 后 可 变 成 开 环 状 或 线 状 质 粒 有 大 小 两 类, 大 质 粒 可 含 几 百 个 基 因, 占 染 色 体 的 1%~10%, 小 质 粒 仅 含 20~30 个 基 因, 约 为 染 色 体 的 0.5% 质 粒 基 因 可 编 码 很 多 重 要 的 生 物 学 性 状, 如 1 致 育 质 粒 或 称 F 质 粒 (fertility plasmid) 编 码 有 性 生 殖 功 能, 带 有 F 质 粒 的 细 菌 为 雄 性 菌, 能 长 出 性 菌 毛 ; 无 F 质 粒 的 细 菌 为 雌 性 菌, 无 性 菌 毛 2 耐 药 性 质 粒 编 码 细 菌 对 抗 菌 药 物 或 重 金 属 盐 类 的 耐 药 性, 耐 药 性 质 粒 分 为 二 类, 其 中 可 以 通 过 细 菌 间 的 接 合 进 行 传 递 的 称 接 合 性 耐 药 质 粒, 又 称 R 质 粒 (resistance plasmid) 另 一 类 是 不 能 通 过 接 合 传 递 的 非 接 合 性 耐 药 质 粒, 但 它 可 通 过 噬 菌 体 传 递 3 毒 力 质 粒 或 Vi 质 粒 (virulence plasmid) 编 码 与 该 菌 致 病 性 有 关 的 毒 力 因 子 如 致 病 性 大 肠 埃 希 菌 产 生 的 耐 热 性 肠 毒 素 是 由 ST 质 粒 决 定 的, 产 生 不 耐 热 肠 毒 素 是 由 LT 质 粒 决 定 的 细 菌 粘 附 定 植 在 肠 粘 膜 表 面 是 由 K 质 粒 决 定 的 ; 某 些 金 黄 色 葡 萄 球 菌 产 生 表 皮 剥 脱 性 毒 素 引 起 烫 伤 样 皮 肤 63

64 综 合 征, 就 是 该 菌 所 携 带 的 毒 力 质 粒 决 定 的 4 细 菌 素 质 粒 编 码 各 种 细 菌 产 生 细 菌 素, 如 Col 质 粒 编 码 大 肠 埃 希 菌 产 生 大 肠 菌 素 细 菌 素 对 同 品 系 或 近 缘 的 细 菌 具 有 抑 制 作 用, 实 际 是 对 产 生 细 菌 素 细 菌 本 身 起 保 护 作 用 5 代 谢 质 粒 编 码 产 生 相 关 的 代 谢 酶, 如 沙 门 菌 发 酵 乳 糖 的 能 力 通 常 是 由 质 粒 决 定 的, 另 又 发 现 了 编 码 产 生 H 2 S 脲 酶 及 枸 橼 酸 盐 利 用 酶 的 若 干 种 质 粒 细 菌 携 带 有 哪 种 质 粒, 则 有 相 应 的 功 能, 但 也 有 某 种 质 粒 可 同 时 决 定 几 种 功 能, 如 F 质 粒 除 有 致 育 性 功 能 外, 还 能 提 供 辅 助 质 粒 转 移 的 能 力, 某 些 耐 药 性 质 粒 上 还 带 有 编 码 毒 力 的 基 因, 故 带 此 种 质 粒 的 细 菌, 不 仅 获 得 了 耐 药 性, 而 且 致 病 性 也 得 到 了 增 强 质 粒 DNA 的 特 征 有 : 1. 质 粒 具 有 自 我 复 制 的 能 力 一 个 质 粒 是 一 个 复 制 子 (replicon), 在 细 菌 内 可 复 制 出 拷 贝 (copy) 有 的 质 粒 拷 贝 数 只 有 1~2 个, 其 复 制 往 往 与 染 色 体 的 复 制 同 步, 称 紧 密 型 质 粒 ; 有 的 质 粒 拷 贝 数 较 多, 可 随 时 复 制, 与 染 色 体 的 复 制 不 相 关, 称 松 弛 型 质 粒 2. 质 粒 DNA 所 编 码 的 基 因 产 物 赋 予 细 菌 某 些 性 状 特 征, 如 致 育 性 耐 药 性 致 病 性 某 些 生 化 特 性 等 3. 质 粒 可 自 行 丢 失 与 消 除 质 粒 并 非 细 菌 生 命 活 动 不 可 缺 少 的 遗 传 物 质, 可 自 行 丢 失 或 经 紫 外 线 等 理 化 因 素 处 理 后 消 除, 随 着 质 粒 的 丢 失 与 消 除, 质 粒 所 赋 予 细 菌 的 性 状 亦 随 之 消 失, 但 细 菌 仍 存 活 4. 质 粒 的 转 移 性 质 粒 可 通 过 接 合 转 化 或 转 导 等 方 式 在 细 菌 间 转 移, 如 耐 药 性 质 粒 的 转 移, 并 非 限 制 在 革 兰 阳 性 与 革 兰 阳 性 菌 或 革 兰 阴 性 与 革 兰 阴 性 菌 之 间, 而 且 也 发 生 在 革 兰 阳 性 与 革 兰 阴 性 菌 之 间, 在 实 验 室 中 甚 至 能 发 生 在 细 菌 与 哺 乳 动 物 细 胞 之 间 5. 质 粒 可 分 为 相 容 性 与 不 相 容 性 两 种 几 种 不 同 的 质 粒 同 时 共 存 于 一 个 细 菌 内 称 相 容 性 (compatibility), 有 些 质 粒 则 不 能 相 容 转 位 因 子 转 位 因 子 是 存 在 于 细 菌 染 色 体 或 质 粒 DNA 分 子 上 的 一 段 特 异 性 核 苷 酸 序 列 片 段, 它 能 在 DNA 分 子 中 移 动, 不 断 改 变 它 们 在 基 因 组 的 位 置, 能 从 一 个 基 因 组 转 移 到 另 一 基 因 组 中 转 位 因 子 通 过 位 移 改 变 了 遗 传 物 质 的 核 苷 酸 序 列, 或 影 响 插 入 点 附 近 基 因 的 表 达, 或 转 位 因 子 本 身 携 带 一 定 的 基 因 序 列 但 是 否 能 引 起 细 菌 的 变 异 要 根 据 染 色 体 或 质 粒 受 转 位 因 子 作 用 后 的 整 体 功 能 状 64

65 况 转 位 因 子 主 要 有 三 类 ⑴ 插 入 序 列 (insertion sequence, IS) 是 最 小 的 转 位 因 子, 长 度 不 超 过 2kb, 不 携 带 任 何 已 知 与 插 入 功 能 无 关 的 基 因 区 域, 往 往 是 插 入 后 与 插 入 点 附 近 的 序 列 共 同 起 作 用, 可 能 是 原 细 胞 正 常 代 谢 的 调 节 开 关 之 一 ⑵ 转 座 子 (transposon, Tn) 长 度 一 般 超 过 2kb, 除 携 带 与 转 位 有 关 的 基 因 外, 还 携 带 耐 药 性 基 因 抗 金 属 基 因 毒 素 基 因 及 其 他 结 构 基 因 等 ( 表 5-1) 因 此 当 Tn 插 入 某 一 基 因 时, 一 方 面 可 引 起 插 入 基 因 失 活 产 生 基 因 突 变, 另 一 方 面 可 因 带 入 耐 药 性 基 因 而 使 细 菌 获 得 耐 药 性 转 座 子 可 能 与 细 菌 的 多 重 耐 药 性 有 关 ⑶ 转 座 噬 菌 体 或 前 噬 菌 体 (prophage) 是 一 些 具 有 转 座 功 能 的 溶 原 性 噬 菌 体, 当 整 合 到 细 菌 染 色 体 上, 能 改 变 溶 原 性 细 菌 的 某 些 生 物 学 性 状, 如 白 喉 棒 状 杆 菌 肉 毒 梭 菌 等 的 外 毒 素 就 是 由 转 座 噬 菌 体 的 有 关 基 因 所 编 码 的 另 外, 转 座 噬 菌 体 从 细 菌 染 色 体 分 离 脱 落 时, 可 能 连 带 有 细 菌 的 DNA 片 段, 故 它 还 可 能 在 遗 传 物 质 转 移 过 程 中 起 载 体 作 用 表 5-1 转 座 子 的 特 征 转 座 子 携 带 耐 药 或 毒 素 基 因 Tn 1 Tn 2 Tn 3 AP( 氨 苄 青 霉 素 ) Tn 4 AP SM( 链 霉 素 ) Su( 磺 胺 ) Tn 5 Km( 卡 那 霉 素 ) Tn 6 Km( 卡 那 霉 素 ) Tn 7 TMP( 甲 氧 苄 氨 嘧 啶 ) SM( 链 霉 素 ) Tn 9 Cm( 氯 霉 素 ) Tn 10 Tc( 四 环 素 ) Tn 551 Em( 红 霉 素 ) Tn 971 Em( 红 霉 素 ) Tn 1681 大 肠 埃 希 菌 ( 肠 毒 素 基 因 ) 第 三 节 细 菌 变 异 的 机 制 65

66 遗 传 性 变 异 是 由 基 因 结 构 发 生 改 变 所 致, 而 非 遗 传 性 变 异 则 是 细 菌 在 环 境 因 素 等 影 响 下 出 现 的 变 化, 如 大 肠 埃 希 菌 在 有 乳 糖 的 培 养 基 中, 乳 糖 操 纵 子 通 过 基 因 表 达 的 调 节 来 适 应 营 养 环 境 的 变 化 而 产 生 乳 糖 酶 这 种 变 化 并 非 基 因 结 构 的 改 变 基 因 结 构 的 改 变 主 要 通 过 基 因 突 变 基 因 损 伤 后 的 修 复 基 因 的 转 移 与 重 组 等 来 实 现 的 一 基 因 的 突 变 与 损 伤 后 修 复 突 变 (mutation) 是 细 菌 遗 传 物 质 的 结 构 发 生 突 然 而 稳 定 的 改 变, 导 致 细 菌 性 状 的 遗 传 性 变 异 若 细 菌 DNA 上 核 苷 酸 序 列 的 改 变 仅 为 一 个 或 几 个 碱 基 的 置 换 插 入 或 丢 失, 出 现 的 突 变 只 影 响 到 一 个 或 几 个 基 因, 引 起 较 少 的 性 状 变 异, 称 为 小 突 变 或 点 突 变 (point mutation); 若 涉 及 大 段 的 DNA 发 生 改 变, 称 为 大 突 变 或 染 色 体 畸 变 (chromosome aberration) DNA 序 列 的 改 变 包 括 碱 基 的 置 换 和 移 码 碱 基 置 换 可 分 为 转 换 (transition) 和 颠 换 (transversion) 两 种 类 型, 如 不 同 嘌 呤 之 间 或 不 同 嘧 啶 之 间 的 替 代 称 为 转 换, 若 是 嘌 呤 与 嘧 啶 之 间 的 相 互 交 换 则 称 为 颠 换 当 DNA 序 列 中 一 对 或 几 对 核 苷 酸 发 生 插 入 或 丢 失, 必 将 引 起 该 部 位 其 后 的 序 列 移 位, 由 于 遗 传 信 息 是 以 三 联 密 码 子 的 形 式 表 达, 移 位 必 导 致 密 码 的 意 义 发 生 错 误, 此 称 移 码 突 变 (traneshift mutation) 这 一 读 码 变 化 的 结 果 通 常 导 致 无 功 能 肽 类 或 蛋 白 质 的 产 生 另 外, 由 于 大 片 段 的 DNA 序 列 的 丢 失 重 复 倒 位 或 大 段 转 位 因 子 的 转 位 等, 将 导 致 基 因 产 物 完 全 无 效, 出 现 无 效 性 突 变 (null mutation) 大 小 突 变 间 无 明 显 界 限 ; 又 大 突 变 发 生 的 频 率 比 小 突 变 高, 相 差 可 达 1 万 倍 基 因 突 变 规 律 1. 突 变 率 在 细 菌 生 长 繁 殖 过 程 中, 突 变 经 常 自 发 发 生, 但 自 然 突 变 率 (10-6 ~10-9 ) 极 低, 即 细 菌 每 分 裂 10 6 ~10 9 次 可 发 生 一 次 突 变 如 果 用 高 温 紫 外 线 X 射 线 烷 化 剂 亚 硝 酸 盐 等 理 化 因 素 去 诱 导 细 菌 突 变, 可 使 诱 导 突 变 率 提 高 10~1000 倍, 达 到 10-4 ~10-6 左 右 2. 突 变 与 选 择 突 变 是 随 机 的, 不 定 向 的 发 生 突 变 的 细 菌 只 是 大 量 菌 群 中 的 个 别 菌, 要 从 大 量 细 菌 中 找 出 该 突 变 菌, 必 须 将 菌 群 放 在 一 个 有 利 于 突 变 菌 而 不 利 于 其 他 菌 生 长 的 环 境 中, 才 能 将 其 选 择 出 来 突 变 的 随 机 性 早 在 1943 年 就 被 Luria 和 Delbruck 通 过 彷 徨 试 验 (fluctuation 66

67 test) 所 证 实 他 们 先 将 一 定 数 量 (10 3 /ml) 对 特 定 噬 菌 体 敏 感 的 大 肠 埃 希 菌 分 别 接 种 于 相 等 容 积 的 两 种 肉 汤 培 养 基 中, 一 种 集 中 在 一 个 大 试 管 内, 另 一 种 是 分 装 于 50 支 小 试 管 中, 每 种 培 养 基 约 容 纳 10 9 个 菌 经 24~36h 培 养 后, 分 别 将 大 试 管 和 小 试 管 内 的 细 菌 培 养 液 涂 布 于 含 有 噬 菌 体 的 平 板 上, 测 定 噬 菌 体 抗 性 菌 的 菌 落 数 结 果 发 现, 从 同 一 大 试 管 中 取 出 菌 液 涂 布 的 50 个 平 板, 各 平 板 上 噬 菌 体 抗 性 菌 生 长 的 菌 落 数 (3~7 个 ) 波 动 范 围 很 小 ; 而 从 50 支 小 试 管 内 取 出 的 菌 液 涂 布 相 应 的 50 个 平 板, 结 果 各 平 板 上 噬 菌 体 抗 性 菌 菌 落 数 量 极 不 均 匀, 有 的 可 达 上 百 个, 有 的 甚 至 为 0( 图 5-1) 图 5-1 又 如 耐 药 性 突 变 是 细 菌 在 未 接 触 药 物 之 前 就 已 发 生, 并 非 是 细 菌 在 药 物 环 境 中 逐 渐 适 应 而 成 为 耐 药 菌 但 是, 将 细 菌 培 养 在 普 通 培 养 基 中 不 知 其 中 有 无 耐 药 性 变 异 株 存 在, 想 要 从 中 选 择 出 耐 药 突 变 株, 就 必 须 将 敏 感 性 细 菌 接 种 在 含 有 药 物 的 培 养 基 中, 凡 对 药 物 敏 感 的 细 菌 均 遭 淘 汰, 只 有 耐 药 突 变 株 才 能 长 出 菌 落 来 药 物 在 此 过 程 中 仅 起 筛 选 作 用 为 此 Lederberg 等 (1952) 设 计 了 影 印 试 验 (replica plating) 先 将 敏 感 菌 点 种 在 不 含 抗 生 素 的 琼 脂 平 板 上, 待 长 出 分 散 的 单 个 菌 落 后, 取 一 块 包 有 无 菌 丝 绒 的 压 模, 在 琼 脂 平 板 表 面 轻 轻 按 印, 使 压 模 丝 绒 表 面 粘 有 细 菌 菌 落 印 迹, 再 将 此 菌 落 印 迹 按 印 到 一 个 含 有 抗 生 素 的 琼 脂 平 板 上, 经 培 养 后 敏 感 菌 完 全 被 抑 制, 但 可 见 平 板 上 耐 药 菌 菌 落 的 位 置, 可 在 原 无 抗 生 素 平 板 上 找 出 与 耐 药 菌 落 相 应 的 菌 落, 将 此 相 应 菌 落 移 种 至 含 抗 生 素 的 肉 汤 中 可 见 细 菌 生 长 琼 脂 平 板 上 原 菌 落 的 细 菌 从 未 接 触 过 抗 生 素, 但 已 对 抗 生 素 具 有 抗 性 ( 图 5-2) 上 述 两 个 实 验 证 明, 突 变 是 自 发 的 随 机 的, 突 变 是 细 菌 在 接 触 噬 菌 体 或 抗 生 素 之 前 已 经 发 生, 而 且 突 变 发 生 越 早, 产 生 抗 性 突 变 株 的 比 例 就 越 多 图 回 复 突 变 某 种 细 菌 在 自 然 环 境 下 具 有 的 表 现 型 称 野 生 型 (wild type), 67

68 发 生 突 变 后 的 菌 株 称 突 变 株 (mutant) 细 菌 由 野 生 型 变 为 突 变 型 是 正 向 突 变, 有 时 突 变 株 经 过 又 一 次 突 变 可 恢 复 野 生 型 的 性 状, 这 一 过 程 称 回 复 突 变 (backward mutation) 回 复 突 变 并 不 一 定 恢 复 原 来 的 基 因 型, 再 一 次 突 变 可 以 是 一 个 抑 制 基 因 突 变 代 偿 了 第 一 次 突 变 在 性 状 上 的 改 变 若 再 次 回 复 突 变 发 生 在 同 一 基 因 的 不 同 部 分, 称 为 基 因 内 抑 制 ; 若 回 复 突 变 发 生 在 不 同 的 基 因, 则 称 为 基 因 间 抑 制 DNA 的 损 伤 修 复 当 细 菌 DNA 受 到 损 伤 时, 细 胞 会 用 有 效 的 DNA 修 复 系 统 进 行 细 致 的 修 复, 以 使 损 伤 降 为 最 小, 修 复 机 制 对 细 胞 的 维 持 生 命 极 其 重 要 但 损 伤 修 复 本 身 也 会 出 现 错 误, 如 对 损 伤 DNA 片 段 进 行 切 除 修 复 时 可 能 附 带 将 正 常 DNA 序 列 切 掉 ; 或 在 DNA 损 伤 之 后, 或 在 DNA 复 制 的 休 止 期,DNA 应 急 修 复 的 SOS 反 应 (SOS response) 能 产 生 许 多 ( 约 15 个 ) 基 因 ; 或 在 细 菌 死 亡 之 前, 细 菌 的 DNA 模 板 对 直 接 准 确 的 修 复 已 不 能 利 用 时, 菌 细 胞 只 能 利 用 差 误 倾 向 的 修 复 (error-prone repair), 在 以 上 这 些 修 复 过 程 中 都 会 发 生 错 误 而 造 成 细 菌 的 变 异 二 基 因 的 转 移 与 重 组 与 上 述 内 在 基 因 发 生 突 变 不 同, 外 源 性 的 遗 传 物 质 由 供 体 菌 转 入 某 受 体 菌 细 胞 内 的 过 程 称 为 基 因 转 移 (gene transfer) 但 仅 有 基 因 的 转 移 尚 不 够, 受 体 菌 必 须 能 容 纳 外 源 性 基 因 转 移 的 基 因 与 受 体 菌 DNA 整 合 在 一 起 称 为 重 组 (recombination), 使 受 体 菌 获 得 供 体 菌 某 些 特 性 外 源 性 遗 传 物 质 包 括 供 体 菌 染 色 体 DNA 片 段, 质 粒 DNA 及 噬 菌 体 基 因 等 细 菌 的 基 因 转 移 和 重 组 可 通 过 转 化 接 合 转 导 溶 原 性 转 换 和 细 胞 融 合 等 方 式 进 行 转 化 转 化 (transformation) 是 供 体 菌 裂 解 游 离 的 DNA 片 段 被 受 体 菌 直 接 摄 取, 使 受 体 菌 获 得 新 的 性 状 转 化 现 象 在 肺 炎 链 球 菌 葡 萄 球 菌 和 流 感 嗜 血 杆 菌 等 中 被 证 实 Griffith (1928) 用 肺 炎 链 球 菌 进 行 试 验, 有 荚 膜 的 肺 炎 链 球 菌 为 Ⅲ 型, 属 光 滑 (S) 型 菌 落,ⅢS 型 菌 有 毒 力 ; 无 荚 膜 的 肺 炎 链 球 菌 为 Ⅱ 型, 属 粗 糙 (R) 型 菌 落,Ⅱ R 菌 无 毒 力 分 别 用 ⅡR 型 菌 和 ⅢS 型 菌 注 射 给 小 鼠, 前 者 存 活, 后 者 死 亡, 而 且 从 死 鼠 心 血 中 分 离 到 ⅢS 型 菌 如 将 ⅢS 型 菌 杀 死 后 再 注 射 小 鼠, 则 小 鼠 存 活 若 将 杀 死 的 ⅢS 型 菌 与 活 的 ⅡR 菌 混 合 在 一 起 给 小 鼠 注 射, 则 小 鼠 死 亡, 并 从 死 68

69 鼠 心 血 中 分 离 出 活 的 ⅢS 型 菌 ( 图 5-3) 这 表 明 活 的 ⅡR 型 菌 从 死 的 ⅢS 型 菌 中 获 得 了 产 生 ⅢS 型 菌 荚 膜 的 遗 传 物 质, 使 活 的 ⅡR 型 菌 转 化 为 ⅢS 型 菌 后 来 Avery(1944) 用 活 的 ⅡR 型 菌 加 上 提 取 的 ⅢS 型 菌 DNA 片 段 注 射 小 鼠, 同 样 致 小 鼠 死 亡, 且 从 死 鼠 中 分 离 到 ⅢS 型 菌, 进 一 步 证 实 引 起 转 化 的 物 质 是 DNA; 如 应 用 DNA 酶 处 理 转 化 物 质, 可 破 坏 转 化 图 5-3 在 转 化 过 程 中, 转 化 的 DNA 片 段 称 为 转 化 因 子 (transforming principle) 分 子 量 小 于 , 最 多 不 超 过 10~20 个 基 因 受 体 菌 只 有 处 于 感 受 态 (competence) 时, 才 能 摄 取 转 化 因 子 细 菌 处 于 感 受 态 是 因 为 其 表 面 有 一 种 吸 附 DNA 的 受 体 感 受 态 一 般 出 现 在 细 菌 对 数 生 长 期 的 后 期, 保 持 时 间 短, 仅 数 分 钟 至 3~4 小 时 加 用 Ca 2+ 与 Mg 2+ 处 理, 可 增 加 感 受 细 胞 摄 取 DNA 的 能 力 在 转 化 时, 转 化 因 子 首 先 吸 附 在 受 体 菌 表 面 受 体 上, 然 后 再 被 摄 入 在 摄 入 前, 供 体 菌 的 双 链 DNA 片 段 被 受 体 菌 表 面 的 核 酸 内 切 酶 切 开, 其 中 一 链 进 入 受 体 菌, 另 一 链 为 进 入 提 供 能 量 进 入 的 供 体 菌 DNA 片 段 与 受 体 菌 相 应 DNA 进 行 重 组, 重 组 后 受 体 菌 两 DNA 序 列 不 完 全 一 样 当 重 组 菌 繁 殖,DNA 复 制 时, 与 原 型 菌 一 样 的 DNA 序 列 链 仍 保 持 原 来 的 性 状, 而 比 原 型 菌 多 一 段 外 来 的 供 体 菌 DNA 序 列 链 的 则 获 得 新 的 性 状, 成 为 称 作 转 化 菌 突 变 株 接 合 接 合 (conjugation) 是 细 菌 通 过 性 菌 毛 相 互 连 接 沟 通, 将 遗 传 物 质 ( 主 要 是 质 粒 DNA) 从 供 体 菌 转 移 给 受 体 菌 能 通 过 接 合 方 式 转 移 的 质 粒 称 为 接 合 性 质 粒, 主 要 包 括 F 质 粒 R 质 粒 Col 质 粒 和 毒 力 质 粒 等, 不 能 通 过 性 菌 毛 在 细 菌 间 转 移 的 质 粒 为 非 接 合 性 质 粒 接 合 不 是 细 菌 的 一 种 固 有 功 能, 而 是 由 各 种 质 粒 决 定 的,F 质 粒 就 是 主 要 的 一 种, 因 为 只 有 带 有 F 质 粒 的 细 菌 才 能 生 成 性 菌 毛 沟 通 供 体 菌 与 受 体 菌, 当 F 质 粒 丢 失 后 细 菌 间 就 不 能 进 行 接 合 过 去 一 直 认 为 接 合 只 是 革 兰 阴 性 菌 中 质 粒 的 特 征, 近 年 来 发 现 革 兰 阳 性 菌 也 存 在 接 合 系 统, 主 要 是 粪 肠 球 菌 (E.faecalis) 菌 株 1.F 质 粒 的 接 合 带 有 F 质 粒 的 细 菌 有 性 菌 毛, 相 当 于 雄 菌 (F + ); 无 性 菌 毛 的 无 F 质 粒, 相 当 于 雌 菌 (F - ) 象 有 性 生 殖 一 样, 当 F + F - 菌 杂 交 时, 69

70 F + 菌 性 菌 毛 末 端 与 F - 菌 表 面 受 体 接 合 时, 性 菌 毛 逐 渐 缩 短 使 两 菌 之 间 靠 近 并 形 成 通 道,F + 菌 的 质 粒 DNA 中 的 一 条 链 断 开 并 通 过 性 菌 毛 通 道 进 入 F - 菌 内 两 菌 细 胞 内 的 单 股 DNA 链 以 滚 环 式 进 行 复 制, 各 自 形 成 完 整 的 F 质 粒 因 此 供 体 菌 虽 转 移 F 质 粒 但 并 不 失 去, 而 受 体 菌 获 得 F 质 粒 后 即 长 出 性 菌 毛, 成 为 F + 菌 ( 图 5-4) 通 过 接 合 转 移 F 质 粒 的 频 率 可 达 70% 图 5-4 F 质 粒 进 入 受 体 菌 后, 能 单 独 存 在 和 自 行 复 制, 但 有 小 部 分 F 质 粒 可 插 入 到 受 体 菌 的 染 色 体 中, 与 染 色 体 一 起 复 制. 整 合 后 的 细 菌 能 高 效 地 转 移 染 色 体 上 的 基 因, 故 称 此 菌 为 高 频 重 组 菌 (high frequency recombinant,hfr). 在 Hfr 中,F 质 粒 结 合 在 染 色 体 的 末 端. 当 Hfr 与 F- 杂 交 时,F 质 粒 起 发 动 转 移 作 用. 首 先 从 Hfr 菌 染 色 体 伸 出 一 股 DNA 链, 通 过 性 菌 毛 进 入 F- 菌, 整 个 转 移 需 时 约 100min. 在 转 移 过 程 中, 任 何 震 动 都 能 使 转 移 中 的 DNA 断 裂 而 中 止. 故 在 Hfr 转 移 中, 可 有 不 同 长 度 的 供 菌 染 色 体 片 段 进 入 F- 菌 进 行 重 组. 但 F- 菌 获 得 F 质 粒 的 机 会 是 很 少 的, 因 它 位 于 染 色 体 末 端, 最 后 进 入 F- 受 体 菌.Jacob 应 用 间 断 交 配 (interrupted mating) 实 验, 根 据 各 种 基 因 进 入 受 体 菌 的 先 后 画 出 染 色 体 图, 找 出 各 基 因 在 大 肠 埃 希 菌 染 色 体 上 排 列 的 序 列. 此 外, 由 于 在 染 色 体 上 很 多 部 位 有 IS, 根 据 F 质 粒 在 染 色 体 上 何 一 部 位 插 入 或 切 除, 就 表 示 该 部 位 有 相 应 的 IS 的 存 在. Hfr 菌 中 的 F 质 粒 有 时 会 从 染 色 体 上 脱 离 下 来, 终 止 其 Hfr 状 态 从 染 色 体 上 脱 离 的 有 时 可 带 有 染 色 体 上 几 个 邻 近 的 基 因, 这 种 质 粒 称 为 F. F + Hfr F 三 种 菌 都 有 性 菌 毛, 都 为 雄 菌. 在 性 菌 毛 表 面 有 一 种 雄 性 特 异 性 噬 菌 体 (male specific phage) 受 体, 在 电 镜 下 可 见 相 应 噬 菌 体 粘 附 在 性 菌 毛 表 面. 2. R 质 粒 的 结 合 细 菌 的 耐 药 性 与 耐 药 性 的 基 因 突 变 及 R 质 粒 的 接 合 转 移 等 有 关 1959 年 在 日 本 首 先 分 离 到 抗 多 种 药 物 的 宋 内 志 贺 菌 多 重 耐 药 株, 而 且 耐 药 性 的 传 播 迅 速, 产 生 这 种 多 重 耐 药 性 很 难 用 基 因 突 变 解 释 细 菌 对 一 种 抗 生 素 产 生 耐 药 性 的 频 率 按 10-6 计 算, 则 双 重 耐 药 的 突 变 率 应 为 10-12, 如 此 计 算, 耐 三 种 药 物 以 上 的 多 重 耐 药 突 变 率 会 更 小 在 健 康 人 中 分 离 的 大 肠 埃 希 菌 30 70

71 %~50% 有 R 质 粒, 而 致 病 性 大 肠 埃 希 菌 90% 有 R 质 粒, 而 且 仅 在 抗 生 素 问 世 25 年 左 右 时 就 发 现 约 40% 的 菌 株 对 链 霉 素 氯 霉 素, 四 环 素 青 霉 素 等 多 种 抗 生 素 产 生 耐 药 性 提 示 耐 药 性 与 R 质 粒 有 关, 尤 其 与 细 菌 的 多 重 耐 药 性 关 系 密 切 耐 药 质 粒 从 一 个 细 菌 转 移 到 另 一 个 细 菌 中, 若 在 有 足 够 的 潜 在 受 体 菌 的 情 况 下, 就 象 连 锁 反 应 一 样, 质 粒 可 转 移 至 达 各 菌 饱 合 为 止 这 种 情 况 在 早 期 R 质 粒 ( 如 R 1 R 100 ) 的 转 移 动 力 学 研 究 中 以 观 察 到 R 质 粒 由 耐 药 传 递 因 子 (resistance transfer factor,rtf) 和 耐 药 决 定 子 (r-dir) 两 部 分 组 成, 这 两 部 分 可 以 单 独 存 在, 也 可 结 合 在 一 起, 但 单 独 存 在 时 不 能 发 生 质 粒 的 接 合 性 传 递 RTF 的 功 能 与 F 质 粒 相 似, 可 编 码 性 菌 毛 的 产 生 和 通 过 接 合 转 移 ;r-dir 能 编 码 对 抗 菌 药 物 的 耐 药 性, 可 由 几 个 转 座 子 连 接 相 邻 排 列, 如 Tn 9 带 有 氯 霉 素 耐 药 基 因,Tn 4 带 有 氨 苄 青 霉 素 磺 胺 链 霉 素 的 耐 药 基 因,Tn 5 带 有 卡 那 霉 素 的 耐 药 基 因 RTF 与 r-dir 之 间 结 合 与 分 离 是 因 为 两 端 有 IS, 每 个 Tn 两 端 也 均 有 IS 可 自 由 结 合 ( 图 5-5). 图 5-5 R 质 粒 决 定 耐 药 的 机 制 是 :1 使 细 菌 产 生 灭 活 抗 生 素 的 酶 类, 如 β- 内 酰 胺 酶 能 水 解 青 霉 素 头 孢 霉 素 等 的 β- 内 酰 胺 环 而 使 其 失 去 作 用 又 如 通 过 耐 药 菌 株 产 生 磷 酸 转 移 酶 以 ATP 为 辅 基, 使 链 霉 素 卡 那 霉 素 及 新 霉 素 等 氨 基 糖 苷 类 抗 生 素 失 活 2R 质 粒 控 制 细 菌 改 变 药 物 作 用 的 靶 部 位 如 链 霉 素 和 红 霉 素 的 结 合 靶 位 分 别 是 细 菌 核 糖 体 上 30S 或 50S 亚 基,R 质 粒 可 编 码 产 生 甲 基 化 酶, 使 药 物 作 用 靶 位 上 的 氮 原 子 甲 基 化, 因 而 药 物 不 能 与 核 糖 体 结 合, 也 就 不 能 抑 制 菌 体 蛋 白 的 合 成 3R 质 粒 可 控 制 细 菌 细 胞 对 药 物 的 通 透 性 如 R 质 粒 能 编 码 产 生 新 的 蛋 白 质, 阻 塞 了 细 胞 壁 上 的 通 水 孔, 使 抗 生 素 ( 四 环 素 异 烟 肼 等 ) 不 能 进 入 菌 体 内 转 导 转 导 (transduction) 是 以 转 导 噬 菌 体 (transducting phage) 为 载 体, 将 供 体 菌 的 一 段 DNA 转 移 到 受 体 菌 内, 使 受 体 菌 获 得 新 的 性 状 根 据 转 导 基 因 片 段 的 范 围 可 分 为 以 下 两 种 转 导 1. 普 遍 性 转 导 (generalized transduction) 前 噬 菌 体 从 溶 原 菌 染 色 体 上 脱 71

72 离, 进 行 增 殖, 在 裂 解 期 的 后 期, 噬 菌 体 的 DNA 已 大 量 复 制, 在 噬 菌 体 DNA 装 入 外 壳 蛋 白 组 成 新 的 噬 菌 体 时, 在 10 5 ~10 7 次 装 配 中 会 发 生 一 次 装 配 错 误, 误 将 细 菌 的 DNA 片 段 装 入 噬 菌 体 的 头 部, 成 为 一 个 转 导 噬 菌 体 转 导 噬 菌 体 能 以 正 常 方 式 感 染 另 一 宿 主 菌, 并 将 其 头 部 的 染 色 体 注 入 受 体 菌 内 因 被 包 装 的 DNA 可 以 是 供 体 菌 染 色 体 上 的 任 何 部 分, 故 称 为 普 遍 性 转 导 普 遍 性 转 导 也 能 转 导 质 粒, 金 黄 色 葡 萄 球 菌 中 R 质 粒 的 转 导 在 医 学 上 具 有 重 要 意 义 转 导 比 转 化 可 转 移 更 大 片 段 的 DNA, 而 且 由 于 包 装 在 噬 菌 体 的 头 部 受 到 保 护, 不 被 DNA 酶 降 解, 故 比 转 化 的 效 率 高 供 体 DNA 片 段 进 入 受 体 菌 后 可 发 生 两 种 结 果, 一 种 是 外 源 性 DNA 片 段 与 受 体 菌 的 染 色 体 整 合, 并 随 染 色 体 而 传 代, 称 完 全 转 导 ; 另 一 种 是 外 源 性 DNA 片 段 游 离 在 胞 质 中, 既 不 能 与 受 体 菌 染 色 体 整 合, 也 不 能 自 身 复 制, 称 为 流 产 转 导 (abortive transduction), 后 一 种 结 果 属 大 多 数 ( 图 5-6) 如 编 码 色 氨 酸 的 外 源 性 基 因 (trp + ) 转 导 至 trp - 的 受 体 菌 中,trp 基 因 虽 呈 游 离 状 态, 但 可 使 细 菌 产 生 色 氨 酸 合 成 酶, 故 此 菌 能 在 无 色 氨 酸 的 培 养 基 中 生 长 但 因 trp + 基 因 不 能 自 身 复 制, 故 随 着 细 菌 分 裂 始 终 只 有 一 个 子 细 胞 有 trp + 基 因, 另 一 个 没 有 trp 基 因 的 子 细 胞 则 在 无 色 氨 酸 的 培 养 基 中 不 能 生 长, 所 以 流 产 转 导 的 细 菌 菌 落 比 正 常 菌 落 小 得 多, 易 于 识 别 图 局 限 性 转 导 (restricted transduction) 或 称 特 异 性 转 导 (specialized transduction), 所 转 导 的 只 限 于 供 体 菌 染 色 体 上 特 定 的 基 因. 如 λ 噬 菌 体 进 入 大 肠 埃 希 菌 K 12 时, 当 处 于 溶 原 期 时, 噬 菌 体 DNA 整 合 在 大 肠 埃 希 菌 染 色 体 的 特 定 部 位, 即 在 半 乳 糖 基 因 (gal) 和 生 物 素 基 因 (bio) 之 间 当 噬 菌 体 DNA 从 细 菌 染 色 体 上 分 离, 将 有 10-6 机 率 发 生 偏 差 分 离. 即 噬 菌 体 将 其 本 身 DNA 上 的 一 段 留 在 细 菌 染 色 体 上, 却 带 走 了 细 菌 DNA 上 两 侧 的 gal 或 bio 基 因 这 样 的 噬 菌 体 基 因 转 导 并 整 合 到 受 体 菌 中, 使 受 体 菌 获 得 供 体 菌 的 某 些 遗 传 性 状 由 于 所 转 导 的 只 限 于 供 体 菌 DNA 上 个 别 的 特 定 基 因 ( 如 gal 或 bio), 故 称 局 限 性 转 导 ( 图 5-7) 在 局 限 性 转 导 中 的 噬 菌 体 由 于 缺 少 某 些 本 身 的 基 因, 因 而 影 响 其 相 应 功 能, 属 于 缺 陷 性 噬 菌 体 普 遍 性 转 导 与 局 限 性 转 导 在 许 多 方 面 不 同 其 差 别 见 表

73 图 5-7 表 5-2 普 遍 性 转 导 普 遍 性 转 导 与 局 限 性 转 导 的 区 别 局 限 性 转 导 基 因 转 导 的 发 生 时 期 裂 解 期 溶 原 期 转 导 的 遗 传 物 质 供 体 菌 染 色 体 DNA 任 何 部 位 或 质 粒 噬 菌 体 DNA 及 供 体 菌 DNA 的 特 定 部 位 转 导 的 后 果 完 全 转 导 或 流 产 转 导 受 体 菌 获 得 供 体 菌 DNA 特 定 部 位 的 遗 传 特 性 转 导 频 率 受 体 菌 的 10-7 转 导 频 率 较 普 遍 转 导 增 加 1000 倍 ( 转 导 频 率 10-4 ) 溶 原 性 转 换 溶 原 性 转 换 (lysogenic conversion) 是 当 噬 菌 体 感 染 细 菌 时, 宿 主 菌 染 色 体 中 获 得 了 噬 菌 体 的 DNA 片 段, 使 其 成 为 溶 原 状 态 时 而 致 细 菌 获 得 新 的 性 状 如 β- 棒 状 杆 菌 噬 菌 体 感 染 白 喉 棒 状 杆 菌 后, 由 于 噬 菌 体 携 带 编 码 毒 素 的 基 因, 使 无 毒 的 白 喉 棒 状 杆 菌 获 得 产 生 白 喉 毒 素 的 能 力 同 样,A 群 链 球 菌 产 气 荚 膜 梭 菌 肉 毒 梭 菌 等, 均 可 因 溶 原 性 转 换 而 产 生 相 应 的 红 疹 毒 素 73

74 α 毒 素 肉 毒 毒 素 等 霍 乱 弧 菌 的 与 丝 状 M-13 相 关 的 噬 菌 体 φctx 至 少 编 码 6 个 基 因, 包 括 霍 乱 毒 素 的 形 成 与 表 达, 该 噬 菌 体 在 体 内 能 有 效 地 传 递 毒 素 基 因 并 非 所 有 的 噬 菌 体 转 换 都 必 须 限 定 溶 原 状 态, 丝 状 噬 菌 体 感 染 大 肠 埃 希 菌 产 生 piv, 是 细 菌 的 一 种 膜 组 成 蛋 白, 它 可 高 水 平 产 生 细 菌 休 克 蛋 白 (bacterial shock protein,bsp) 原 生 质 体 融 合 原 生 质 体 融 合 (protopast fusion) 是 将 两 种 不 同 的 细 菌 经 溶 菌 酶 或 青 霉 素 等 处 理, 失 去 细 胞 壁 成 为 原 生 质 体 后 进 行 彼 此 融 合 的 过 程 聚 乙 二 醇 可 促 使 二 种 原 生 质 体 间 的 融 合, 两 个 细 胞 间 形 成 的 胞 质 桥, 允 许 融 合 细 胞 的 胞 质 混 合 及 遗 传 物 质 的 交 换 融 合 可 发 生 于 不 相 关 的 两 细 胞 间, 甚 至 不 同 种 类 细 胞 间, 这 种 基 因 转 移 的 机 制 称 为 基 因 转 输 (genetic transfusion) 原 生 质 体 融 合 后, 二 个 完 整 的 染 色 体 合 在 一 起 形 成 二 倍 体 融 合 的 二 倍 体 细 胞 寿 命 很 短, 但 此 期 间 可 获 得 具 有 亲 代 细 胞 许 多 特 异 性 的 重 组 体 原 生 质 体 融 合 是 一 种 人 工 基 因 转 移 系 统, 本 质 上 它 与 基 因 转 移 无 关 或 关 系 很 小, 然 而 现 已 证 明 原 生 质 体 融 合 是 一 种 有 价 值 的 实 验 工 具. 第 四 节 细 菌 遗 传 变 异 的 实 际 意 义 在 疾 病 的 诊 断 治 疗 与 预 防 中 的 应 用 由 于 细 菌 的 变 异 可 发 生 在 形 态 结 构 染 色 性 生 化 特 性 抗 原 性 及 毒 力 等 方 面, 故 在 临 床 细 菌 学 检 查 中 不 仅 要 熟 悉 细 菌 的 典 型 特 性, 还 要 了 解 细 菌 的 变 异 规 律, 只 有 这 样 才 能 去 伪 存 真 作 出 正 确 的 诊 断 如 金 黄 色 葡 萄 球 菌 随 着 耐 药 性 菌 株 的 增 加, 绝 大 多 数 菌 株 所 产 生 的 色 素 也 由 金 黄 色 变 为 灰 白 色, 许 多 血 浆 凝 固 酶 阴 性 的 葡 萄 球 菌 也 成 为 致 病 菌, 这 不 仅 给 诊 断 和 治 疗 带 来 困 难, 而 且 对 以 往 判 断 葡 萄 球 菌 致 病 性 的 指 标 也 产 生 了 怀 疑 另 外 从 伤 寒 患 者 分 离 到 的 伤 寒 沙 门 菌 中 10% 的 菌 株 不 产 生 鞭 毛, 检 查 时 无 动 力, 患 者 也 不 产 生 抗 鞭 毛 (H) 抗 体 故 进 行 血 清 学 ( 肥 达 ) 试 验 时, 不 出 现 H 凝 集 或 O 凝 集 效 价 很 低, 影 响 正 确 的 判 断 由 于 抗 生 素 的 广 泛 应 用, 临 床 分 离 的 细 菌 中 耐 药 株 日 益 增 多, 更 发 现 有 对 多 种 抗 生 素 多 重 耐 药 的 菌 株, 以 致 于 感 到 新 药 开 发 研 究 的 速 度 跟 不 上 细 菌 耐 药 性 变 异 的 变 化 而 且 有 些 耐 药 质 粒 同 时 带 有 编 码 毒 力 的 基 因, 使 其 致 病 性 增 强, 这 些 变 异 的 后 果 给 疾 病 的 治 疗 带 来 很 大 的 困 难 为 此, 对 临 床 分 离 的 致 病 菌, 必 须 74

75 在 细 菌 药 物 敏 感 试 验 的 指 导 下 正 确 选 择 用 药, 不 能 滥 用 抗 生 素. 为 提 高 抗 生 素 的 疗 效, 防 止 耐 药 菌 株 的 扩 散, 应 考 虑 合 理 的 联 合 用 药 原 则, 尤 其 在 治 疗 慢 性 疾 病 需 长 期 用 药 时, 除 联 合 使 用 抗 生 素 外, 还 要 考 虑 使 用 免 疫 调 节 剂 为 预 防 传 染 病 的 发 生, 用 人 工 的 方 法 减 弱 细 菌 的 毒 力, 用 遗 传 变 异 的 原 理 使 其 诱 变 成 保 留 原 有 免 疫 原 性 的 减 毒 株 或 无 毒 株, 制 备 成 预 防 疾 病 的 各 种 疫 苗 目 前 通 过 条 件 选 择 和 基 因 工 程 技 术 来 获 得 新 的 变 异 株, 用 以 制 备 更 理 想 的 疫 苗 近 年 来 除 研 制 预 防 性 疫 苗 外, 尚 出 现 了 具 有 治 疗 作 用 的 疫 苗, 为 疫 苗 的 应 用 拓 宽 了 范 围 在 测 定 致 癌 物 质 中 的 应 用 肿 瘤 的 发 生 一 般 认 为 是 细 胞 内 遗 传 物 质 发 生 了 改 变, 使 正 常 细 胞 变 为 转 化 细 胞, 因 此 凡 能 诱 导 细 菌 发 生 突 变 的 物 质 都 有 可 能 是 致 癌 物 质 Ames 试 验 就 是 根 据 能 导 致 细 菌 基 因 突 变 的 物 质 均 为 可 疑 致 癌 物 的 原 理 设 计 的 选 用 几 株 鼠 伤 寒 沙 门 菌 的 组 氨 酸 营 养 缺 陷 型 (his - ) 作 试 验 菌, 以 被 检 测 的 可 疑 化 学 物 质 作 诱 变 剂 因 his - 菌 在 组 氨 酸 缺 乏 的 培 养 基 上 不 能 生 长, 若 发 生 突 变 成 为 his + 菌 则 能 生 长 比 较 含 有 被 检 物 的 试 验 平 板 与 无 检 物 的 对 照 平 板, 计 数 培 养 基 上 的 菌 落 数, 凡 能 提 高 突 变 率 诱 导 菌 落 生 长 较 多 者, 证 明 被 检 物 有 致 癌 的 可 能 在 流 行 病 学 中 的 应 用 近 年 来 的 分 子 生 物 学 分 析 方 法 已 被 用 于 流 行 病 学 调 查 如 用 质 粒 指 纹 图 (plasmid fingerprinting,pfp) 的 方 法 来 检 测 不 同 来 源 细 菌 所 带 质 粒 的 大 小, 比 较 质 粒 的 各 种 酶 切 图, 其 产 生 片 段 的 数 目 大 小 位 置 引 起 某 一 疾 病 暴 发 流 行 的 流 行 菌 株 与 非 流 行 菌 株, 也 可 用 于 调 查 医 院 感 染 的 各 种 细 菌 的 某 种 耐 药 质 粒 的 传 播 扩 散 情 况 另 外, 从 对 噬 菌 体 敏 感 性 及 溶 原 性, 对 细 菌 素 的 敏 感 性 等 也 可 研 究 流 行 菌 株 的 同 源 性 等 在 基 因 工 程 中 的 应 用 基 因 工 程 是 根 据 遗 传 变 异 中 细 菌 可 因 基 因 转 移 和 重 组 而 获 得 新 性 状 的 原 理 设 计 的 基 因 工 程 的 主 要 步 骤 是 : 1 从 供 体 细 胞 ( 细 菌 或 其 他 生 物 细 胞 ) 的 DNA 上 切 取 一 段 需 要 表 达 的 基 因, 即 所 谓 目 的 基 因 ; 2 将 目 的 基 因 结 合 在 合 适 的 载 体 ( 质 粒 或 噬 菌 体 ) 上 ;3 通 过 载 体 将 目 的 基 因 转 移 到 工 程 菌 ( 受 体 菌 ) 内, 随 着 细 菌 的 大 量 繁 殖 表 达 出 大 量 的 目 的 基 因 产 物 目 前 通 过 基 因 工 程 已 能 使 工 程 菌 大 量 生 产 胰 岛 素 干 扰 素 各 种 生 长 激 素 ril-2 等 细 胞 因 子 和 rhbs 乙 肝 疫 苗 等 生 物 制 品 并 已 探 索 用 基 因 工 程 技 术 治 疗 基 因 缺 75

76 陷 性 疾 病 等 今 后, 基 因 工 程 在 医 学 领 域 和 生 命 科 学 中 必 将 得 到 更 广 泛 的 应 用 第 6 章 细 菌 的 感 染 与 免 疫 ( 张 卓 然 ) 细 菌 侵 入 宿 主 机 体 后, 进 行 生 长 繁 殖 释 放 毒 性 物 质 等 引 起 不 同 程 度 的 病 理 过 程, 称 为 细 菌 的 感 染 (bacterial infection) 或 传 染 能 使 宿 主 致 病 的 为 致 病 菌 或 病 原 菌 (pathogenic bacterium, pathogen), 不 能 造 成 宿 主 感 染 的 为 非 致 病 菌 或 非 病 原 菌 (nonpathogenic bacterium, nonpathogen) 这 一 概 念 并 非 绝 对 的, 有 些 细 菌 在 正 常 情 况 下 并 不 致 病, 但 当 在 某 些 条 件 改 变 的 特 殊 情 况 下 可 以 致 病, 这 类 菌 称 为 条 件 致 病 菌 (conditioned pathogen) 或 机 会 致 病 菌 (opportunistic pathogen) 致 病 菌 入 侵 后, 在 建 立 感 染 的 同 时, 能 激 发 宿 主 免 疫 系 统 产 生 一 系 列 免 疫 应 答 与 之 对 抗 其 结 局 根 据 致 病 菌 和 宿 主 两 者 力 量 强 弱 而 定, 可 为 感 染 不 形 成 ; 感 染 形 成 但 逐 渐 消 退, 患 者 康 复 ; 或 感 染 扩 散, 病 人 死 亡 第 一 节 正 常 菌 群 与 条 件 致 病 菌 正 常 菌 群 自 然 界 中 广 泛 存 在 着 大 量 的, 多 种 多 样 的 微 生 物 人 类 与 自 然 环 境 接 触 密 切, 因 而 正 常 人 的 体 表 和 同 外 界 相 通 的 口 腔 鼻 咽 腔 肠 道 泌 尿 生 殖 道 等 腔 道 中 都 寄 居 着 不 同 种 类 和 数 量 的 微 生 物 当 人 体 免 疫 功 能 正 常 时, 这 些 微 生 物 对 宿 主 无 害, 有 些 对 人 还 有 利, 是 为 正 常 微 生 物 群, 通 称 正 常 菌 群 (normal flora) 人 体 各 部 位 常 见 的 正 常 菌 群 见 表 6-1 表 6-1 人 体 常 见 的 正 常 菌 群 部 位 皮 肤 口 腔 鼻 咽 腔 外 耳 道 眼 结 膜 主 要 菌 类 葡 萄 球 菌 类 白 喉 棒 状 杆 菌 铜 绿 假 单 胞 菌 丙 酸 杆 菌 白 假 丝 酵 母 菌 非 致 病 性 分 枝 杆 菌 葡 萄 球 菌 甲 型 和 丙 型 链 球 菌 肺 炎 链 球 菌 奈 瑟 菌 乳 杆 菌 类 白 喉 棒 状 杆 菌 放 线 菌 螺 旋 体 白 假 丝 酵 母 菌 梭 菌 葡 萄 球 菌 甲 型 和 丙 型 链 球 菌 肺 炎 链 球 菌 奈 瑟 菌 类 杆 菌 葡 萄 球 菌 类 白 喉 棒 状 杆 菌 铜 绿 假 单 胞 菌 非 致 病 性 分 枝 杆 菌 葡 萄 球 菌 干 燥 棒 状 杆 菌 奈 瑟 菌 76

77 胃 一 般 无 菌 肠 道 大 肠 埃 希 菌 产 气 肠 杆 菌 变 形 杆 菌 铜 绿 假 单 胞 菌 葡 萄 球 菌 肠 球 菌 类 杆 菌 产 气 荚 膜 梭 菌 破 伤 风 梭 菌 双 歧 杆 菌 真 细 菌 乳 杆 菌 白 假 丝 酵 母 菌 尿 道 葡 萄 球 菌 类 白 喉 棒 状 杆 菌 非 致 病 性 分 枝 杆 菌 阴 道 乳 杆 菌 大 肠 埃 希 菌 类 白 喉 棒 状 杆 菌 白 假 丝 酵 母 菌 微 生 态 学 (microecology) 是 一 门 研 究 微 生 物 与 微 生 物 微 生 物 与 宿 主, 以 及 微 生 物 和 宿 主 与 外 界 环 境 相 互 依 存 相 互 制 约 的 学 科 ; 也 是 研 究 微 观 生 态 平 衡 (eubiosis) 生 态 失 调 (dysbiosis) 和 生 态 调 整 (ecological adjustment) 的 一 门 新 兴 学 科 正 常 菌 群 对 构 成 生 态 平 衡 起 重 要 作 用, 其 生 理 学 意 义 有 : 1. 生 物 拮 抗 致 病 菌 侵 犯 宿 主, 首 先 需 突 破 皮 肤 和 粘 膜 的 生 理 屏 障 作 用 其 中 机 制 之 一 是 寄 居 的 正 常 菌 群 通 过 受 体 和 营 养 竞 争, 以 及 产 生 有 害 代 谢 产 物 等 方 式 抵 抗 致 病 菌, 使 之 不 能 定 植 (colonization) 或 被 杀 死 实 验 发 现, 以 鼠 伤 寒 沙 门 菌 攻 击 小 鼠, 需 10 万 个 活 菌 才 能 使 其 致 死 ; 若 先 给 予 口 服 链 霉 素 杀 抑 正 常 菌 群, 则 口 饲 10 个 活 菌 就 能 致 死 2. 营 养 作 用 正 常 菌 群 参 与 宿 主 的 物 质 代 谢 营 养 转 化 和 合 成 例 如 肠 道 中 的 大 肠 埃 希 菌 能 合 成 维 生 素 K 等, 除 供 菌 自 需 外, 尚 有 多 余 为 宿 主 吸 收 利 用 因 此, 病 人 若 选 用 的 抗 生 素 亦 能 杀 伤 大 肠 埃 希 菌, 则 病 人 将 发 生 该 类 维 生 素 的 缺 乏, 应 予 以 补 充 3. 免 疫 作 用 正 常 菌 群 能 促 进 宿 主 免 疫 器 官 的 发 育 ; 亦 可 刺 激 其 免 疫 系 统 发 生 免 疫 应 答, 产 生 的 免 疫 物 质 对 具 有 交 叉 抗 原 组 分 的 致 病 菌 有 一 定 程 度 的 抑 制 或 杀 灭 作 用 例 如 无 菌 鸡 的 小 肠 和 回 盲 部 淋 巴 结 较 普 通 鸡 小 4/5, 小 肠 集 合 淋 巴 结 也 仅 为 普 通 鸡 的 40% 大 小 若 将 无 菌 鸡 暴 露 在 普 通 环 境 中 饲 养, 使 其 建 立 正 常 菌 群, 则 两 周 后 免 疫 系 统 的 发 育 和 功 能 能 提 高 至 与 普 通 鸡 群 相 近 4. 抗 衰 老 作 用 肠 道 正 常 菌 群 中 的 双 歧 杆 菌 有 抗 衰 老 作 用 健 康 乳 儿 肠 道 中, 双 歧 杆 菌 约 占 肠 道 菌 群 的 98% 成 年 后, 这 类 菌 数 量 大 减, 代 之 以 其 他 菌 群 进 入 老 年 后, 产 生 H 2 S 和 吲 跺 的 芽 胞 杆 菌 菌 类 增 多 这 些 有 害 物 质 吸 收 后, 可 加 速 机 体 的 衰 老 过 程 此 外, 正 常 菌 群 可 能 有 一 定 的 抑 瘤 作 用, 其 机 制 是 转 化 某 些 致 癌 物 质 成 非 致 癌 性, 以 及 激 活 巨 噬 细 胞 等 免 疫 功 能 等 77

78 条 件 致 病 菌 正 常 菌 群 与 宿 主 间 的 生 态 平 衡 在 某 些 情 况 下 可 被 打 破, 形 成 生 态 失 调 而 导 致 疾 病 这 样, 原 来 在 正 常 时 不 致 病 的 正 常 菌 群 就 成 了 条 件 致 病 菌 这 种 特 定 的 条 件 主 要 有 下 列 几 种 : 1. 寄 居 部 位 的 改 变 例 如 大 肠 埃 希 菌 从 原 寄 居 的 肠 道 进 入 泌 尿 道, 或 手 术 时 通 过 切 口 进 入 腹 腔 血 流 等 2. 免 疫 功 能 低 下 应 用 大 剂 量 皮 质 激 素 抗 肿 瘤 药 物 或 放 射 治 疗 等, 可 造 成 全 方 位 免 疫 功 能 降 低 从 而 使 一 些 正 常 菌 群 在 寄 居 原 位 穿 透 粘 膜 等 屏 障, 进 入 组 织 或 血 流, 出 现 各 种 病 态, 严 重 的 可 导 致 败 血 症 而 死 亡 3. 菌 群 失 调 (dysbacteriosis) 是 宿 主 某 部 位 正 常 菌 群 中 各 菌 种 间 的 比 例 发 生 较 大 幅 度 变 化 而 超 出 正 常 范 围 的 状 态 由 此 产 生 的 病 症, 称 为 菌 群 失 调 症 或 菌 群 交 替 症 (microbial selection and substitution) 菌 群 失 调 时, 往 往 可 引 起 二 重 感 染 或 重 叠 感 染 (superinfection) 即 在 抗 菌 药 物 治 疗 原 感 染 性 疾 病 过 程 中, 发 生 了 另 一 种 新 致 病 菌 引 起 的 感 染 原 因 是 长 期 或 大 量 应 用 抗 菌 药 物 后, 大 多 数 正 常 菌 群 被 杀 或 抑 制, 而 原 处 于 少 数 劣 势 的 菌 群 或 外 来 耐 药 菌 趁 机 大 量 繁 殖 而 致 病 引 起 二 重 感 染 的 常 见 菌 有 金 黄 色 葡 萄 珠 菌 白 假 丝 酵 母 菌 和 一 些 革 兰 阴 性 杆 菌 临 床 表 现 为 假 膜 性 肠 炎 肺 炎 鹅 口 疮 尿 路 感 染 或 败 血 症 等 若 发 生 二 重 感 染, 除 停 用 原 来 的 抗 菌 药 物 外, 对 检 材 培 养 中 优 势 菌 类 需 进 行 药 敏 试 验, 以 选 用 合 适 类 型 的 药 物 同 时, 亦 可 使 用 有 关 的 微 生 态 制 剂, 协 助 调 整 菌 群 类 型 和 数 量, 加 快 恢 复 正 常 菌 群 的 原 来 生 态 平 衡 医 院 获 得 性 感 染 医 院 获 得 性 感 染 (hospital acquired infection) 是 指 病 人 在 住 院 期 间 发 生 的 感 染, 通 称 医 院 内 感 染 (nosocomial infection) 根 据 传 染 来 源 不 同, 有 下 列 几 种 情 况 :1 交 叉 感 染, 由 医 院 内 病 人 或 医 务 人 员 直 接 或 间 接 传 播 引 起 的 感 染 ;23 内 源 性 感 染, 或 称 自 身 感 染, 由 病 人 自 己 体 内 正 常 菌 群 引 起 的 感 染 ;3 医 源 性 感 染, 在 治 疗 诊 断 或 预 防 过 程 中, 因 所 用 器 械 等 消 毒 不 严 而 造 成 的 感 染 引 起 医 院 获 得 性 感 染 的 微 生 物 可 以 是 通 常 的 致 病 菌, 凡 缺 乏 对 该 菌 特 异 免 疫 力 的 患 者 受 染 后 可 得 病 免 疫 力 低 下 的 患 者 或 直 接 进 入 正 常 无 菌 部 位 致 病 的 常 是 条 件 致 病 菌 前 者 引 起 的 医 院 获 得 性 感 染 常 呈 流 行 暴 发 趋 势, 而 条 件 致 病 菌 常 是 病 人 在 特 殊 诊 疗 处 理 后 感 染 或 较 严 重 患 者 二 重 感 染 的 主 要 病 原 体 78

79 第 二 节 细 菌 的 致 病 机 制 细 菌 能 引 起 感 染 的 能 力 称 为 致 病 性 (pathogenicity) 或 病 原 性 细 菌 的 致 病 性 是 对 特 定 宿 主 而 言, 有 的 只 对 人 类 有 致 病 性, 有 的 只 对 某 些 动 物 有, 有 的 则 对 人 类 和 动 物 都 有 不 同 致 病 菌 对 宿 主 可 引 起 不 同 的 病 理 过 程, 例 如 伤 寒 沙 门 菌 对 人 类 引 起 伤 寒, 而 结 核 分 枝 杆 菌 引 起 结 核 病 因 此, 致 病 性 是 细 菌 的 特 征 之 一 致 病 菌 的 致 病 性 强 弱 程 度 称 为 毒 力 (virulence), 即 致 病 性 的 强 度, 是 量 的 概 念 各 种 致 病 菌 的 毒 力 常 不 一 致, 并 可 随 不 同 宿 主 而 异 ; 即 使 同 种 细 菌 也 常 因 菌 型 菌 株 的 不 一 而 有 一 定 的 毒 力 差 异 毒 力 常 用 半 数 致 死 量 (median lethal dose, LD 50 ) 或 半 数 感 染 量 (median infective close,id 50 ) 表 示 即 在 规 定 时 间 内, 通 过 指 定 的 感 染 途 径, 能 使 一 定 体 重 或 年 龄 的 某 种 动 物 半 数 死 亡 或 感 染 需 要 的 最 小 细 菌 数 或 毒 素 量 但 由 于 是 实 验 动 物, 且 接 种 途 径 常 非 自 然 感 染 途 径, 故 这 类 指 标 只 能 作 为 判 断 细 菌 毒 力 的 参 考 致 病 菌 的 致 病 机 制, 除 与 其 毒 力 强 弱 有 关 外 ; 侵 入 宿 主 机 体 的 菌 量, 以 及 侵 入 部 位 是 否 合 适 等 都 有 着 密 切 的 关 系 一 细 菌 的 毒 力 物 质 构 成 细 菌 毒 力 的 物 质 是 侵 袭 力 和 毒 素, 但 有 些 致 病 菌 的 毒 力 物 质 迄 今 尚 未 探 明 侵 袭 力 致 病 菌 能 突 破 宿 主 皮 肤 粘 膜 生 理 屏 障, 进 入 机 体 并 在 体 内 定 植 繁 殖 和 扩 散 的 能 力, 称 为 侵 袭 力 (invasiveness) 侵 袭 力 包 括 荚 膜 粘 附 素 和 侵 袭 性 物 质 等 1. 荚 膜 荚 膜 具 有 抗 吞 噬 和 阻 挠 杀 菌 物 质 的 作 用, 使 致 病 菌 能 在 宿 主 体 内 大 量 繁 殖, 产 生 病 变 例 如 将 无 荚 膜 的 肺 炎 链 球 菌 注 射 至 小 鼠 腹 腔, 细 菌 易 被 小 鼠 吞 噬 细 胞 吞 噬 杀 灭 ; 但 若 接 种 有 荚 膜 的 菌 株, 则 细 菌 大 量 繁 殖, 小 鼠 常 于 注 射 后 24h 内 死 亡 A 群 链 球 菌 的 M 蛋 白 伤 寒 沙 门 菌 的 Vi 抗 原, 以 及 大 肠 埃 希 菌 的 K 抗 原 等 都 是 位 于 这 些 细 菌 细 胞 壁 外 层 的 结 构, 通 称 为 微 荚 膜, 其 功 能 与 荚 膜 相 同 2. 粘 附 素 细 菌 引 起 感 染 一 般 需 先 粘 附 在 宿 主 的 呼 吸 道 消 化 道 或 泌 尿 生 殖 道 等 粘 膜 上 皮 细 胞, 以 免 被 呼 吸 道 的 纤 毛 运 动 肠 蠕 动 粘 液 分 泌 尿 液 冲 洗 等 79

80 活 动 所 清 除 然 后, 细 菌 在 局 部 定 植 繁 殖, 产 生 毒 性 物 质 或 继 续 侵 入 细 胞 组 织, 直 至 形 成 感 染 细 菌 粘 附 至 宿 主 靶 细 胞 由 粘 附 素 (adhensin) 介 导 粘 附 素 是 细 菌 细 胞 表 面 的 蛋 白 质, 一 类 由 细 菌 菌 毛 分 泌, 另 一 类 非 菌 毛 产 生, 而 是 细 菌 的 其 他 表 面 组 分 大 肠 杆 菌 的 1 型 菌 毛 定 植 因 子 抗 原 I(CFA/I) 淋 病 奈 瑟 菌 菌 毛 产 生 的 是 菌 毛 粘 附 素 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 脂 磷 壁 酸 (LTA) A 群 链 球 菌 的 LTA-M 蛋 白 复 合 物 苍 白 密 螺 旋 体 的 P1-3 蛋 白 肺 炎 支 原 体 的 P1 蛋 白 等 属 非 菌 毛 粘 附 素 不 同 的 粘 附 素 与 相 配 的 靶 细 胞 受 体 始 能 结 合, 粘 附 素 受 体 一 般 是 靶 细 胞 表 面 的 糖 类 或 糖 蛋 白 例 如 大 肠 埃 希 菌 1 型 菌 毛 粘 附 素 与 肠 粘 膜 上 皮 细 胞 的 D- 甘 露 糖 受 体 结 合 ; 衣 原 体 的 表 面 血 凝 素 与 靶 细 胞 N- 乙 酰 - 氨 基 葡 糖 受 体 结 合 等 部 分 细 菌 的 粘 附 素 及 其 相 配 受 体 见 表 6-2 表 6-2 细 菌 粘 附 素 及 其 受 体 类 型 产 生 细 菌 靶 细 胞 受 体 菌 毛 粘 附 素 I 型 菌 毛 CFA/I P 菌 毛 菌 毛 非 菌 毛 粘 附 素 LTA LTA-M 蛋 白 复 合 物 表 面 蛋 白 质 P1 P2 P3 表 面 血 凝 素 P1 蛋 白 大 肠 埃 希 菌 大 肠 埃 希 菌 大 肠 埃 希 菌 淋 病 奈 瑟 菌 金 黄 色 葡 萄 球 菌 A 群 链 球 菌 B 群 链 球 菌 苍 白 密 螺 旋 体 衣 原 体 肺 炎 支 原 体 D- 甘 露 糖 GM- 神 经 节 苷 脂 P 血 型 糖 脂 GD1 神 经 节 苷 脂 纤 维 连 结 蛋 白 纤 维 连 结 蛋 白 N- 乙 酰 - 氨 基 葡 糖 纤 维 连 结 蛋 白 N- 乙 酰 - 氨 基 葡 糖 唾 液 酸 细 菌 的 粘 附 作 用 与 其 致 病 性 密 切 相 关 例 如 从 临 床 标 本 分 离 出 的 肠 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 菌 株 大 多 具 有 菌 毛, 泌 尿 道 感 染 的 奇 异 变 形 杆 菌 亦 如 此 志 愿 者 口 服 肠 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 的 无 菌 毛 菌 株, 不 引 起 腹 泻 在 大 鼠 实 验 性 肾 盂 肾 炎 模 型 中, 抗 特 异 菌 毛 抗 体 有 预 防 作 用 肠 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 菌 毛 疫 苗 已 用 于 兽 医 界, 对 预 防 新 生 小 牛 小 猪 由 该 菌 引 起 的 腹 泻 作 用 明 显 3. 侵 袭 性 物 质 有 些 致 病 菌 例 如 志 贺 菌 肠 侵 袭 型 大 肠 埃 希 菌 中 140 MD 大 质 粒 上 的 inv 基 因, 能 编 码 侵 袭 素 (invasin), 使 这 些 细 菌 能 入 侵 上 皮 细 胞 假 结 核 耶 氏 菌 和 小 肠 结 肠 炎 耶 氏 菌, 亦 能 产 生 侵 袭 素 福 氏 志 贺 菌 的 virg 基 因 80

81 所 编 码 的 IPa IPb IPc 等 侵 袭 性 蛋 白, 能 使 该 菌 向 邻 近 细 胞 扩 散 致 病 性 葡 萄 球 菌 凝 固 酶, 能 使 血 浆 中 的 液 态 纤 维 蛋 白 原 变 成 固 态 的 纤 维 蛋 白 围 绕 在 细 菌 表 面, 犹 如 荚 膜 然 可 抵 抗 宿 主 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 作 用 A 群 链 球 菌 产 生 的 透 明 质 酸 酶 链 激 酶 和 链 道 酶, 能 降 解 细 胞 间 质 透 明 质 酸 溶 解 纤 维 蛋 白 液 化 脓 液 等 中 高 粘 度 的 DNA 等, 利 于 细 菌 在 组 织 中 扩 散 这 些 侵 袭 性 物 质, 一 般 不 具 有 毒 性, 但 在 感 染 过 程 中 可 以 协 助 致 病 菌 抗 吞 噬 或 向 四 周 扩 散 毒 素 细 菌 毒 素 (toxin) 按 其 来 源 性 质 和 作 用 等 不 同, 可 分 为 外 毒 素 (exotoxin) 和 内 毒 素 (endotoxin) 两 种 1. 外 毒 素 产 生 菌 主 要 是 革 兰 阳 性 菌 中 的 破 伤 风 梭 菌 肉 毒 梭 菌 白 喉 杆 菌 产 气 荚 膜 梭 菌 A 群 链 球 菌 金 黄 色 葡 萄 球 菌 等 某 些 革 兰 阴 性 菌 中 的 痢 疾 志 贺 菌 鼠 疫 耶 氏 菌 霍 乱 弧 菌 肠 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 铜 绿 假 单 胞 菌 等 也 能 产 生 外 毒 素 大 多 数 外 毒 素 是 在 菌 细 胞 内 合 成 后 分 泌 至 细 胞 外 ; 也 有 存 在 于 菌 体 内, 待 菌 溶 溃 后 才 释 放 出 来 的, 痢 疾 志 贺 菌 和 肠 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 的 外 毒 素 属 此 外 毒 素 的 毒 性 强 1mg 肉 毒 毒 素 纯 品 能 杀 死 2 亿 只 小 鼠, 毒 性 比 KCN 大 1 万 倍 不 同 细 菌 产 生 的 外 毒 素, 对 机 体 的 组 织 器 官 具 有 选 择 作 用, 各 引 起 特 殊 的 病 变 例 如 肉 毒 毒 素 能 阻 断 胆 碱 能 神 经 末 梢 释 放 乙 酰 胆 碱, 使 眼 和 咽 肌 等 麻 痹, 引 起 眼 睑 下 垂 复 视 斜 视 吞 咽 困 难 等, 严 重 者 可 因 呼 吸 麻 痹 而 死 又 如 白 喉 毒 素 对 外 周 神 经 末 梢 心 肌 等 有 亲 和 性, 通 过 抑 制 靶 细 胞 蛋 白 质 的 合 成 而 导 致 外 周 神 经 麻 痹 和 心 肌 炎 等 多 数 外 毒 素 不 耐 热 例 如 白 喉 外 毒 素 在 经 1 2h, 破 伤 风 外 毒 素 在 60 经 20min 可 被 破 坏 但 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 是 例 外, 能 耐 min 大 多 外 毒 素 是 蛋 白 质, 具 有 良 好 的 抗 原 性 在 0.3% 0.4% 甲 醛 液 作 用 下, 经 一 定 时 间, 可 以 脱 去 毒 性, 但 仍 保 有 免 疫 原 性, 是 为 类 毒 素 (toxoid) 类 毒 素 注 入 机 体 后, 可 刺 激 机 体 产 生 具 有 中 和 外 毒 素 作 用 的 抗 毒 素 抗 体 类 毒 素 和 抗 毒 素 在 防 治 一 些 传 染 病 中 有 实 际 意 义, 前 者 主 要 用 于 人 工 主 动 免 疫, 后 者 常 用 于 治 疗 和 紧 急 预 防 多 数 外 毒 素 的 分 子 结 构 为 A-B 模 式, 即 由 A 和 B 两 种 亚 单 位 组 成 A 亚 单 位 是 外 毒 素 活 性 部 分, 决 定 其 毒 性 效 应 B 亚 单 位 无 毒, 能 与 宿 主 靶 细 胞 表 面 的 特 殊 受 体 结 合, 介 导 A 亚 单 位 进 入 靶 细 胞 A 或 B 亚 单 独 对 宿 主 无 致 病 作 用, 因 而 81

82 外 毒 素 分 子 的 完 整 性 是 致 病 的 必 要 条 件 利 用 B 亚 单 位 能 与 靶 细 胞 受 体 结 合 后 阻 止 受 体 再 与 完 整 外 毒 素 分 子 结 合, 且 B 亚 单 位 抗 原 性 强 ; 将 B 亚 单 位 提 纯 制 成 疫 苗, 有 可 能 预 防 相 关 的 外 毒 素 性 疾 病 根 据 外 毒 素 对 宿 主 细 胞 的 亲 和 性 及 作 用 方 式 等, 可 分 成 神 经 毒 素 细 胞 毒 素 和 肠 毒 素 三 大 类 ( 表 6 3) 肠 毒 素 葡 萄 球 菌 A 群 链 球 菌 霍 乱 弧 菌 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 产 气 荚 膜 梭 菌 葡 萄 球 菌 表 6-3 外 毒 素 的 种 类 和 作 用 类 型 细 菌 外 毒 素 疾 病 作 用 机 制 症 状 和 体 征 神 经 毒 素 破 伤 风 梭 菌 痉 挛 毒 素 破 伤 风 阻 断 上 下 神 经 原 间 正 常 抑 制 性 神 骨 骼 肌 强 制 性 痉 挛 经 冲 动 传 递 肉 毒 梭 菌 肉 毒 毒 素 肉 毒 中 毒 抑 制 胆 碱 能 运 动 肌 肉 松 弛 性 神 经 释 放 乙 酰 胆 麻 痹 碱 细 胞 毒 素 白 喉 棒 状 杆 白 喉 毒 素 白 喉 抑 制 细 胞 蛋 白 质 菌 合 成 毒 性 休 克 综 合 征 毒 素 1 表 皮 剥 脱 毒 素 致 热 外 毒 素 肠 毒 素 肠 毒 素 肠 毒 素 肠 毒 素 毒 性 休 克 综 合 征 烫 伤 样 皮 肤 综 合 征 猩 红 热 霍 乱 腹 泻 食 物 中 毒 食 物 中 毒 增 强 对 内 毒 素 作 用 的 敏 感 性 表 皮 与 真 皮 脱 离 破 坏 毛 细 血 管 内 皮 细 胞 激 活 肠 粘 膜 腺 苷 环 化 酶, 增 高 细 胞 内 camp 水 平 不 耐 热 肠 毒 素 同 霍 乱 肠 毒 素, 耐 热 肠 毒 素 使 细 胞 内 cgmp 增 高 同 霍 乱 肠 毒 素 作 用 于 呕 吐 中 枢 肾 上 腺 出 血 心 肌 损 伤 外 周 神 经 麻 痹 发 热 皮 疹 休 克 表 皮 剥 脱 性 病 变 猩 红 热 皮 疹 小 肠 上 皮 细 胞 内 水 分 和 钠 离 子 大 量 丢 失 腹 泻 呕 吐 同 霍 乱 肠 毒 素 呕 吐 腹 泻 呕 吐 为 主 腹 泻 细 菌 的 外 毒 素 多 数 为 A-B 型 分 子 结 构, 这 类 外 毒 素 的 作 用 机 制 不 完 全 相 同, 又 可 分 为 几 种 类 型 : 82

83 (1) 具 腺 苷 二 磷 酸 核 糖 基 转 移 酶 活 性 的 毒 素 : 这 类 毒 素 通 过 转 移 烟 酰 胺 腺 苷 二 核 苷 中 的 腺 苷 二 磷 酸 (ADP) 核 糖, 核 糖 基 化 真 核 细 胞 中 腺 苷 环 化 酶 复 合 物 中 的 鸟 嘌 呤 核 苷 结 合 蛋 白 例 如 百 日 咳 毒 素 和 铜 绿 假 单 胞 菌 毒 素 A 靶 向 的 延 伸 因 子 -2(EF-2) 是 三 磷 酸 结 合 蛋 白 ; 肉 毒 梭 菌 C 2 毒 素 使 肌 动 蛋 白 结 合 至 腺 苷 三 磷 酸 ; 肉 毒 梭 菌 C 3 毒 素 即 ADP 核 糖 基 转 移 酶, 靶 向 小 分 子 鸟 苷 三 磷 酸 结 合 蛋 白 Rho 和 Rac 这 类 毒 素 都 为 A-5B 结 构, 即 每 一 外 毒 素 分 子 由 1 个 A 亚 单 位 和 5 个 B 亚 单 位 组 成 包 括 有 霍 乱 肠 毒 素 大 肠 埃 希 菌 不 耐 热 肠 毒 素 百 日 咳 毒 素 等 (2)RNA 糖 基 化 酶 毒 素 : 这 类 毒 素 的 分 子 结 构 式 为 A-5B 例 如 痢 疾 志 贺 菌 产 生 的 志 贺 毒 素 和 大 肠 埃 希 菌 0157:H7 产 生 的 Vero 毒 素 它 们 的 A 亚 单 位 与 蓖 麻 毒 素 蛋 白 的 A 亚 单 位 具 有 同 源 性 A 亚 单 位 的 N 糖 苷 酶, 直 接 作 用 于 靶 细 胞 核 糖 体 的 60S 亚 单 位, 使 28S RNA 近 3ˊ 端 的 特 殊 嘌 呤 残 基 脱 嘌 呤 (3) 钙 调 节 蛋 白 依 赖 性 腺 苷 酸 环 化 酶 毒 素 : 炭 疽 毒 素 属 此 类 毒 素 它 由 保 护 性 抗 原 (PA) 水 肿 毒 素 (EF) 和 致 死 毒 素 (LF) 三 部 分 组 成 单 一 组 分 无 毒 性,PA 和 EF 可 引 起 实 验 动 物 皮 肤 水 肿,PA 和 LF 则 使 动 物 迅 速 死 亡 PA 和 EF 或 LF 反 应 产 生 完 全 的 水 肿 毒 素 或 致 死 毒 素, 符 合 A-B 结 构 模 式 水 肿 因 子 是 一 种 钙 调 节 蛋 白 依 赖 性 腺 苷 酸 环 化 酶, 进 入 靶 细 胞 后 导 致 camp 水 平 增 高 致 死 毒 素 是 炭 疽 病 死 亡 的 主 要 毒 力 因 子, 它 可 能 是 一 种 金 属 蛋 白 酶 (4) 具 锌 结 合 内 肽 酶 活 性 的 神 经 毒 素 : 这 类 毒 素 的 代 表 是 肉 毒 神 经 毒 素 (BoNT), 其 结 构 和 功 能 与 破 伤 风 痉 挛 毒 素 (TeTx) 相 似 BONT 和 TeTx 产 生 时 为 单 一 多 肽, 经 蛋 白 酶 水 解 成 由 二 硫 键 连 接 的 双 链 毒 素 100kDa 重 链 与 神 经 元 受 体 结 合,50kDa 轻 链 封 闭 神 经 递 质 的 释 放 这 两 种 毒 素 均 为 锌 内 肽 酶, 其 靶 分 子 是 神 经 元 膜 内 的 小 突 触 泡 蛋 白 (synaptobrevin), 毒 素 可 将 之 切 割 降 解 而 失 活 锌 内 肽 酶 活 性 位 于 这 些 毒 素 的 轻 链, 若 锌 结 合 基 序 发 生 突 变 则 其 活 性 丧 失 (5) 其 他 梭 菌 外 毒 素 : 艰 难 梭 菌 可 产 生 毒 素 A( 肠 毒 素 ) 和 毒 素 B( 细 胞 毒 素 ) 毒 素 A 和 B 的 靶 分 子 是 Rho, 其 作 用 机 制 尚 不 清 楚 外 毒 素 的 分 子 结 构 不 是 A B 型 模 式 的 尚 有 : (1) 损 伤 细 胞 膜 的 毒 素 : 有 两 种 类 型 一 种 具 有 磷 脂 酶 活 性 例 如 产 气 荚 膜 梭 菌 的 α 毒 素 是 磷 脂 酶 C; 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 β 毒 素 是 鞘 磷 脂 酶 ; 水 肿 梭 菌 的 β 毒 素 是 卵 磷 脂 酶 等 这 些 毒 素 消 化 靶 细 胞 膜 的 磷 脂 组 分 而 引 起 细 胞 溶 解 另 一 83

84 种 是 毒 素 本 身 嵌 进 细 胞 膜, 使 形 成 小 孔 例 如 金 黄 色 葡 萄 球 菌 α 毒 素 通 过 在 靶 细 胞 上 打 孔 而 损 伤 细 胞 ; 产 气 荚 膜 梭 菌 β 毒 素 与 金 黄 色 葡 萄 球 菌 α 毒 素 具 有 同 源 性, 是 一 种 孔 形 成 毒 素 ; 链 球 菌 溶 素 O 是 结 合 于 靶 细 胞 膜 胆 固 醇 的 孔 形 成 毒 素, 在 寡 聚 化 后 形 成 小 孔 (2) 激 素 样 作 用 的 毒 素 : 例 如 大 肠 埃 希 菌 耐 热 肠 毒 素 ST-1 能 活 化 肠 粘 膜 上 的 鸟 苷 环 化 酶, 使 cgmp 水 平 增 加, 导 致 腹 泻 细 菌 外 毒 素 中, 有 一 类 具 有 超 抗 原 (superantigen) 作 用 这 些 超 抗 原 性 外 毒 素 主 要 是 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 A-E 毒 性 休 克 综 合 征 毒 素 -1 链 球 菌 致 热 外 毒 素 A-C 等 这 些 毒 素 是 强 力 的 有 丝 分 裂 原, 能 活 化 一 大 群 T 细 胞 它 们 结 合 至 抗 原 递 呈 细 胞 上 的 MHCⅡ 类 分 子, 以 及 T 细 胞 受 体 β 区 刺 激 T 细 胞, 产 生 和 释 放 大 量 IL-1 IL-2 TNF-α 和 IFN-γ 等 细 胞 因 子 超 抗 原 性 外 毒 素 引 起 的 病 症 有 毒 性 休 克 综 合 征 猩 红 热 食 物 中 毒 等, 也 可 能 与 一 些 自 身 免 疫 病 有 关, 例 如 毒 性 休 克 综 合 征 患 者 常 伴 有 关 节 炎 滑 膜 炎 等 并 发 症 2. 内 毒 素 是 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 中 的 脂 多 糖 (lipopolysaccharide,lps) 组 分, 只 有 当 细 菌 死 亡 裂 解 或 用 人 工 方 法 破 坏 菌 体 后 才 释 放 出 来 螺 旋 体 衣 原 体 支 原 体 立 克 次 体 亦 有 类 似 的 LPS, 有 内 毒 素 活 性 内 毒 素 的 分 子 量 大 于 10 万, 其 分 子 结 构 由 O 特 异 性 多 糖 非 特 异 核 心 多 糖 和 脂 质 A 三 部 分 组 成 ( 图 6 1) 图 6 1 内 毒 素 耐 热, 加 热 100 C 经 1h 不 被 破 坏 ; 需 加 热 至 160 C 经 2-4h, 或 用 强 碱 强 酸 或 强 氧 化 剂 加 温 煮 沸 30min 才 灭 活 不 能 用 甲 醛 液 脱 毒 成 类 毒 素 内 毒 素 注 射 机 体 可 产 生 相 应 抗 体, 但 中 和 作 用 较 弱 内 毒 素 LPS 能 刺 激 巨 噬 细 胞 血 管 内 皮 细 胞 等 产 生 IL-1 IL-6 TNF-α 及 趋 化 因 子 等 小 量 内 毒 素 诱 生 的 这 些 细 胞 因 子, 可 导 致 适 度 发 热 微 血 管 扩 张 炎 症 反 应 等 对 宿 主 有 益 的 免 疫 保 护 应 答 但 当 革 兰 阴 性 菌 进 入 血 循 环 发 生 败 血 症 时, 内 毒 素 大 量 释 出, 诱 生 的 细 胞 因 子 过 量, 常 致 患 者 休 克 甚 至 死 亡 高 浓 度 的 内 毒 素 也 可 激 活 补 体 替 代 途 径, 引 发 高 热 低 血 压, 以 及 活 化 凝 血 系 统, 最 后 导 84

85 致 弥 散 性 血 管 内 凝 血 (disseminated intravascular coagulation,dic). 脂 质 A 是 内 毒 素 的 主 要 毒 性 组 分 不 同 革 兰 阴 性 菌 的 脂 质 A 结 构 虽 有 差 异, 但 基 本 相 似 因 此, 不 同 革 兰 阴 性 菌 感 染 时, 由 内 毒 素 引 起 的 毒 性 作 用 大 致 类 同 (1) 发 热 反 应 : 极 微 量 (1~5ng/kg) 内 毒 素 就 能 引 起 人 体 体 温 上 升, 维 持 约 4h 后 恢 复 其 机 制 是 内 毒 素 作 用 于 巨 噬 细 胞 等, 使 之 产 生 IL-1 IL-6 和 TNFα 这 些 具 有 内 源 性 致 热 原 (endogenous pyrogens) 的 细 胞 因 子 它 们 再 作 用 于 宿 主 体 下 丘 脑 体 温 调 节 中 枢, 促 使 体 温 升 高 发 热 (2) 白 细 胞 反 应 : 注 射 内 毒 素 后, 血 循 环 中 的 中 性 粒 细 胞 数 骤 减, 系 与 其 移 动 并 粘 附 至 组 织 毛 细 血 管 有 关 1~2h 后,LPS 诱 生 的 中 性 粒 细 胞 释 放 因 子 (neutrophil releasing factor) 刺 激 骨 髓 释 放 中 性 粒 细 胞 进 入 血 流, 使 数 量 显 著 增 加, 且 有 左 移 现 象 但 伤 寒 沙 门 菌 内 毒 素 是 例 外, 始 终 使 血 循 环 中 的 白 细 胞 总 数 减 少, 机 制 尚 不 清 楚 (3) 内 毒 素 血 症 与 内 毒 素 休 克 : 当 血 液 中 细 菌 或 病 灶 内 细 菌 释 放 大 量 内 毒 素 入 血 时, 可 导 致 内 毒 素 血 症 (endotoxemia) 内 毒 素 作 用 于 巨 噬 细 胞 中 性 粒 细 胞 内 皮 细 胞 血 小 板 补 体 系 统 凝 血 系 统 等 并 诱 生 TNF-α IL-1 IL-6 IL-8 组 胺 5- 羟 色 胺 前 列 腺 素 激 肽 等 生 物 活 性 物 质, 使 小 血 管 功 能 紊 乱 而 造 成 微 循 环 障 碍, 表 现 为 微 循 环 衰 竭 和 低 血 压 组 织 器 官 毛 细 血 管 灌 注 不 足 缺 氧 酸 中 毒 等 严 重 时 则 导 致 以 微 循 环 衰 竭 和 低 血 压 为 特 征 的 内 毒 素 休 克 (4)Shwartzman 现 象 与 DIC: 将 革 兰 阴 性 菌 培 养 物 上 清 或 杀 死 的 菌 体 注 射 入 家 兔 皮 内,8~24h 后 再 以 同 样 或 另 一 种 革 兰 阴 性 菌 行 静 脉 注 射 约 10h 后, 在 第 一 次 注 射 处 局 部 皮 肤 可 出 现 出 血 和 坏 死, 是 为 局 部 Shwartzman 现 象 若 两 次 注 射 均 为 静 脉 途 径, 则 动 物 两 侧 肾 皮 质 坏 死, 最 终 死 亡, 此 为 全 身 性 Shwartzman 现 象 该 现 象 不 是 抗 原 与 抗 体 结 合 的 免 疫 应 答 反 应, 因 两 次 注 射 仅 间 隔 短 时 间, 且 两 次 注 射 的 革 兰 阴 性 菌 可 为 无 抗 原 交 叉 者 在 人 类 的 严 重 革 兰 阴 性 菌 感 染 中 常 出 现 的 DIC, 其 病 理 变 化 和 形 成 机 制 酷 似 动 物 的 全 身 性 Shwartzman 现 象 表 6-4 外 毒 素 与 内 毒 素 的 主 要 区 别 85

86 区 别 要 点 外 毒 素 内 毒 素 来 源 存 在 部 分 化 学 成 分 稳 定 性 毒 性 作 用 抗 原 性 革 兰 阳 性 菌 与 部 分 革 兰 阴 性 菌 从 活 菌 分 泌 出, 少 数 菌 崩 解 后 释 出 蛋 白 质 60~80,30min 被 破 坏 强, 对 组 织 器 官 有 选 择 性 毒 害 效 应, 引 起 特 殊 临 床 表 现 强, 刺 激 机 体 产 生 抗 毒 素 ; 甲 醛 液 处 理 脱 毒 形 成 类 毒 素 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁 组 分, 菌 裂 解 后 释 出 脂 多 糖 160,2~4h 才 被 破 坏 较 弱, 各 菌 的 毒 性 效 应 大 致 相 同, 引 起 发 热 白 细 胞 增 多 微 循 环 障 碍 休 克 DIC 等 弱, 刺 激 机 体 产 生 的 中 和 抗 体 作 用 弱 ; 甲 醛 液 处 理 不 形 成 类 毒 素 二 细 菌 侵 入 的 数 量 感 染 的 发 生, 除 致 病 菌 必 须 具 有 一 定 的 毒 力 物 质 外, 还 需 有 足 够 的 数 量 菌 量 的 多 少, 一 方 面 与 致 病 菌 毒 力 强 弱 有 关, 另 一 方 面 取 决 于 宿 主 免 疫 力 的 高 低 因 机 体 绝 不 是 像 装 有 培 养 基 的 器 皿, 可 以 允 许 致 病 菌 任 意 繁 殖 一 般 是 细 菌 毒 力 愈 强, 引 起 感 染 所 需 的 菌 量 愈 小 ; 反 之 则 菌 量 需 大 例 如 毒 力 强 大 的 鼠 疫 耶 氏 菌, 在 无 特 异 性 免 疫 力 的 机 体 中, 有 数 个 菌 侵 入 就 可 发 生 感 染 ; 而 毒 力 弱 的 某 些 引 起 食 物 中 毒 的 沙 门 菌, 常 需 摄 入 数 亿 个 菌 才 引 起 急 性 胃 肠 炎 三 细 菌 侵 入 的 部 位 有 了 一 定 的 毒 力 物 质 和 足 够 数 量 的 致 病 菌, 若 侵 入 易 感 机 体 的 部 位 不 适 宜, 仍 是 不 能 引 起 感 染 例 如 伤 寒 沙 门 菌 必 须 经 口 进 入 ; 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 应 通 过 呼 吸 道 吸 入 ; 破 伤 风 梭 菌 的 芽 胞 进 入 深 部 创 伤, 在 厌 氧 环 境 中 才 能 发 芽 等 也 有 一 些 致 病 菌 的 合 适 侵 入 部 位 不 止 一 个, 例 如 结 核 分 枝 杆 菌, 呼 吸 道 消 化 道 皮 肤 创 伤 等 部 位 都 可 以 造 成 感 染 各 种 致 病 菌 都 有 其 特 定 的 侵 入 部 位, 这 与 致 病 菌 需 要 特 定 的 生 长 繁 殖 的 微 环 境 有 关 第 三 节 宿 主 的 免 疫 防 御 机 制 人 体 内 存 在 着 较 完 善 的 免 疫 系 统 该 系 统 由 免 疫 器 官 ( 骨 髓 胸 腺 脾 淋 巴 结 扁 桃 体 小 肠 集 合 淋 巴 结 阑 尾 和 粘 膜 免 疫 系 统 等 ) 免 疫 细 胞 ( 淋 巴 细 86

87 胞 单 核 吞 噬 细 胞 中 性 粒 细 胞 嗜 碱 性 粒 细 胞 嗜 酸 性 粒 细 胞 肥 大 细 胞 血 小 板 等 ), 以 及 免 疫 分 子 ( 补 体, 免 疫 球 蛋 白 细 胞 因 子 等 ) 组 成 在 感 染 免 疫 过 程 中, 各 免 疫 器 官 组 织 细 胞 和 免 疫 分 子 间 互 相 协 作 互 相 制 约 密 切 配 合, 共 同 完 成 复 杂 的 免 疫 防 御 功 能 致 病 菌 侵 入 人 体 后, 首 先 遇 到 的 是 天 然 免 疫 功 能 的 抵 御 一 般 经 7~10 天 后, 产 生 了 获 得 性 免 疫 ; 然 后 两 者 配 合, 共 同 杀 灭 致 病 菌 一 天 然 免 疫 天 然 免 疫 (innate immunity) 是 人 类 在 长 期 的 种 系 发 育 和 进 化 过 程 中, 逐 渐 建 立 起 来 的 一 系 列 防 御 致 病 菌 等 抗 原 的 功 能 其 特 点 是 :1 作 用 范 围 比 较 广 泛, 不 是 针 对 某 一 特 定 致 病 菌, 故 也 称 非 特 异 性 免 疫 (nonspecific immunity);2 同 种 系 不 同 个 体 都 有, 代 代 遗 传, 较 为 稳 定 ;3 个 体 出 生 时 就 具 备 应 答 迅 速, 担 负 第 一 道 防 线 作 用 ;4 再 次 接 触 相 同 致 病 菌, 其 功 能 不 会 增 减 天 然 免 疫 主 要 由 组 织 屏 障 和 某 些 免 疫 细 胞 免 疫 分 子 等 组 成 屏 障 结 构 1. 皮 肤 与 粘 膜 (1) 机 械 性 阻 挡 与 排 除 作 用 : 人 体 与 外 界 环 境 接 触 的 表 面, 复 盖 着 一 层 完 整 的 皮 肤 和 粘 膜 结 构 皮 肤 由 多 层 扁 平 细 胞 组 成, 能 阻 挡 致 病 菌 的 穿 透, 只 有 当 皮 肤 损 伤 时 细 菌 才 能 侵 入 粘 膜 仅 有 单 层 柱 状 细 胞, 其 机 械 性 防 御 作 用 不 如 皮 肤, 但 粘 膜 有 多 种 附 件 和 分 泌 液 例 如 呼 吸 道 粘 膜 上 皮 细 胞 的 纤 毛 运 动, 口 腔 唾 液 的 吞 咽 和 肠 蠕 动 等, 可 将 停 留 的 致 病 菌 排 出 体 外 当 机 体 受 寒 冷 或 有 害 气 体 等 刺 激, 粘 膜 屏 障 有 缺 损 时, 就 易 患 气 管 炎 支 气 管 炎 和 肺 炎 等 疾 患 (2) 分 泌 杀 菌 物 质 : 皮 肤 和 粘 膜 分 泌 多 种 杀 菌 物 质 例 如 皮 肤 的 汗 腺 分 泌 乳 酸 使 汗 液 呈 酸 性 (ph5.2~5.8), 不 利 于 细 菌 的 生 长 皮 脂 腺 分 泌 的 脂 肪 酸, 有 杀 细 菌 和 真 菌 作 用 不 同 部 位 的 粘 膜 能 分 泌 溶 菌 酶 胃 酸 蛋 白 酶 等 多 种 杀 菌 物 质 (3) 正 常 菌 群 的 拮 抗 作 用 : 例 如 口 腔 中 唾 液 链 球 菌 产 生 的 H 2 O 2, 能 杀 死 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 和 白 喉 棒 状 杆 菌 ; 肠 道 中 大 肠 埃 希 菌 的 大 肠 菌 素 (colicin) 和 酸 性 产 物, 能 抑 制 志 贺 菌 金 黄 色 葡 萄 球 菌 白 假 丝 酵 母 菌 等 ; 咽 喉 部 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 能 抑 制 肺 炎 链 球 菌 的 生 长 等 87

88 2. 血 脑 屏 障 一 般 认 为 血 脑 屏 障 由 软 脑 膜 脉 络 丛 脑 血 管 和 星 状 胶 质 细 胞 等 组 成 主 要 藉 脑 毛 细 血 管 内 皮 细 胞 层 的 紧 密 连 接 和 微 弱 的 吞 饮 作 用 来 阻 挡 细 菌 病 毒 等 微 生 物 及 其 毒 性 产 物 从 血 流 进 入 脑 组 织 或 脑 脊 液, 以 此 保 护 中 枢 神 经 系 统 婴 幼 儿 的 血 脑 屏 障 发 育 尚 未 完 善, 故 易 发 生 脑 膜 炎 脑 炎 等 病 症 3. 胎 盘 屏 障 由 母 体 子 宫 内 膜 的 基 蜕 膜 和 胎 儿 绒 毛 膜 组 成 正 常 情 况 下, 母 体 感 染 时 的 病 原 体 及 其 有 害 产 物 不 能 通 过 胎 盘 屏 障 进 入 胎 儿 但 若 在 妊 娠 3 个 月 内, 因 胎 盘 屏 障 尚 不 完 善, 母 体 中 的 病 原 体 有 可 能 经 胎 盘 侵 犯 胎 儿, 干 扰 其 正 常 发 育, 造 成 畸 形 甚 至 死 亡 药 物 影 响 亦 然 因 此, 在 怀 孕 期 间 尤 其 是 早 期, 应 尽 量 防 止 发 生 感 染 并 尽 可 能 不 用 或 少 用 副 作 用 大 的 药 物 吞 噬 细 胞 人 类 吞 噬 细 胞 分 大 小 两 类 小 吞 噬 细 胞 是 外 周 血 中 的 中 性 粒 细 胞, 大 吞 噬 细 胞 是 血 中 的 单 核 细 胞 和 各 种 组 织 中 的 巨 噬 细 胞 中 性 粒 细 胞 在 血 流 中 仅 存 留 10h 左 右 后 即 进 入 组 织, 其 活 动 期 不 长, 一 般 寿 命 仅 1~3d 单 核 细 胞 在 血 流 中 存 留 2~3d 后 进 入 组 织, 在 组 织 中 进 一 步 分 化 发 育 成 为 游 离 或 固 定 的 巨 噬 细 胞 在 不 同 组 织 器 官 中 的 巨 噬 细 胞 常 有 不 同 名 称, 例 如 在 肝 内 称 枯 否 细 胞, 肺 内 称 尘 细 胞, 结 缔 组 织 内 称 组 织 细 胞 等 血 液 的 单 核 细 胞 和 组 织 中 的 各 种 巨 噬 细 胞 构 成 单 核 吞 噬 细 胞 系 统 (mononuclear phagocyte system) 当 致 病 菌 侵 入 皮 肤 或 粘 膜 到 达 体 内 组 织 后, 中 性 粒 细 胞 首 先 从 毛 细 血 管 中 逸 出, 聚 集 到 致 病 菌 所 在 部 位, 多 数 情 况 下, 致 病 菌 被 吞 噬 消 灭 若 不 被 杀 死 则 经 淋 巴 管 到 附 近 淋 巴 结, 在 淋 巴 结 内 的 吞 噬 细 胞 进 一 步 将 之 吞 噬 杀 死 淋 巴 结 的 这 种 过 滤 作 用 在 机 体 免 疫 防 御 功 能 上 占 重 要 地 位, 一 般 只 有 毒 力 强 数 量 多 的 致 病 菌 才 有 可 能 不 被 完 全 阻 挡 而 侵 入 血 流 或 其 他 器 官, 然 后 再 由 血 液 肝 脾 或 骨 髓 等 处 的 吞 噬 细 胞 继 续 进 行 吞 噬 杀 灭 1. 吞 噬 和 杀 菌 过 程 一 般 分 为 三 个 阶 段 ( 图 6-2) 图 6-2 (1) 接 触 : 吞 噬 细 胞 与 致 病 菌 的 接 触 可 为 偶 然 相 遇, 亦 可 通 过 一 些 称 为 趋 化 因 子 的 吸 引 中 性 粒 细 胞 可 与 致 病 菌 的 细 胞 壁 组 分 直 接 结 合 ; 或 间 接 地 由 革 兰 阴 性 菌 LPS 先 与 血 清 中 的 脂 多 糖 结 合 蛋 白 (lipopolysaccharide binding 88

89 protein, LBP) 结 合, 这 LPS LBP 复 合 物 再 与 中 性 粒 细 胞 上 的 CD14 分 子 结 合 中 性 粒 细 胞 也 能 与 由 补 体 替 代 途 径 衍 生 的 C3b 及 其 ic3b 沉 积 的 致 病 菌 结 合 巨 噬 细 胞 尚 有 甘 露 糖 受 体 清 道 夫 (scavenger receptor) 受 体 等 与 多 种 致 病 菌 接 触 结 合 侵 入 的 致 病 菌, 可 刺 激 吞 噬 细 胞 内 皮 细 胞 皮 肤 角 质 细 胞 成 纤 维 细 胞 等 产 生 IL-8 NAP-2 ( neutrophil activating protein-2 ) RANTES (regulated upon activation normal T-cell expressed and secreted) MIP (macrophage inflammatory protein) 等 趋 化 因 子 (chemokine), 招 引 中 性 粒 细 胞 和 单 核 吞 噬 细 胞 至 炎 症 部 位 (2) 吞 入 : 吞 噬 细 胞 接 触 致 病 菌 部 位 的 细 胞 膜 内 陷, 伸 出 伪 足 将 菌 包 围 并 摄 入 细 胞 质 内, 形 成 由 部 分 胞 膜 包 绕 成 的 吞 噬 体 (phagosome), 此 为 吞 噬 (phagocytosis) 对 于 病 毒 等 较 小 物 体, 只 在 其 附 着 处 的 细 胞 膜 向 细 胞 质 内 陷 形 成 吞 饮 体 (pinosome), 将 病 毒 等 包 裹 在 内, 是 为 吞 饮 (pinocytosis) (3) 杀 灭 : 当 吞 噬 体 形 成 后, 溶 酶 体 (lysosome) 与 之 靠 近 接 触, 并 两 者 融 合 成 吞 噬 溶 酶 体 (phagolysome) 溶 酶 体 内 的 溶 菌 酶 髓 过 氧 化 物 酶 乳 铁 蛋 白 防 御 素 (defensin) 活 性 氧 中 介 物 (reactive oxygen intermediate,roi) 和 活 性 氮 中 介 物 (reactive nitrogen intermediate,rni) 可 杀 死 致 病 菌, 而 蛋 白 酶 多 糖 酶 核 酸 酶 脂 酶 等 能 将 它 们 降 解, 最 后 不 能 消 化 的 残 渣 排 至 吞 噬 细 胞 外 中 性 粒 细 胞 的 胞 质 中 含 有 两 种 主 要 颗 粒 一 为 嗜 天 青 颗 粒, 内 含 多 种 抗 菌 蛋 白 和 酶, 例 如 溶 菌 酶 防 御 素 髓 过 氧 化 物 酶 (myeloperoxidase,mpo) 等 ; 另 一 为 特 异 颗 粒, 含 有 乳 铁 蛋 白 ROI RNI 等 另 有 一 种 称 为 第 三 颗 粒 的, 含 酸 性 磷 酸 酶 明 胶 酶 等, 尚 未 发 现 有 抗 菌 作 用 人 类 中 性 粒 细 胞 的 杀 菌 机 制 分 依 氧 和 非 依 氧 两 类 依 氧 杀 菌 机 制 主 要 因 吞 噬 引 起 呼 吸 爆 发 (respiratory brust) 而 致 ROI 有 超 氧 阴 离 子 (O 2 - ) 单 态 氧 ( 1 O 2 ) 游 离 羟 基 (OH - ) H 2 O 2 次 氯 酸 (HOC1) 单 氯 胺 (NH 2 C1) 等 RNI 有 一 氧 化 氮 (NO) NO 2 和 NO 3 等 O 2 和 H 2 O 2 对 细 菌 有 直 接 毒 性 作 用, 1 O 2 和 OH - 均 属 作 用 短 暂 的 强 氧 化 剂, 能 严 重 破 坏 细 菌 的 DNA 膜 脂 类 和 蛋 白 质 HOC1 和 NH 2 C1 由 MPO 作 用 于 H 2 O 2 和 氯 化 物 而 形 成, 两 者 通 过 氯 化 作 用 破 坏 菌 体 蛋 白 NO 具 有 高 度 抗 菌 活 性, 当 - - 与 O 2 结 合 后 再 进 一 步 氯 化 成 NO 2 和 NO - 3, 它 们 具 有 更 强 大 的 抗 细 菌 以 及 抗 真 菌 89

90 原 虫 和 蠕 虫 的 作 用 参 与 非 依 氧 杀 菌 机 制 的 有 溶 菌 酶 防 御 素 乳 铁 蛋 白 弹 性 蛋 白 酶 和 吞 噬 溶 酶 体 内 的 酸 性 产 物 等 未 激 活 的 单 核 - 巨 噬 细 胞 吞 噬 和 杀 菌 效 应 微 弱, 当 被 合 适 的 细 胞 因 子 激 活 后, 其 活 性 才 充 分 表 达 细 胞 因 子 中 以 IFN-γ 最 为 重 要 不 同 种 系 的 单 核 - 巨 噬 细 胞, 或 处 于 不 同 成 熟 阶 段, 吞 噬 和 杀 菌 功 能 可 有 差 异 例 如 人 血 液 中 的 单 核 细 胞 有 MPO 活 性, 而 组 织 中 的 巨 噬 细 胞 则 无 小 鼠 单 核 - 巨 噬 细 胞 产 生 RNI, 人 类 中 是 否 有 RNI 尚 无 定 论 目 前 认 为, 人 类 单 核 - 巨 噬 细 胞 的 杀 菌 主 要 是 H 2 O 2 和 乳 酸 等 作 用 2. 吞 噬 作 用 的 后 果 致 病 菌 被 吞 噬 细 胞 吞 噬 后, 其 后 果 随 细 菌 种 类 毒 力 和 人 体 免 疫 力 不 同 而 异 化 脓 性 球 菌 被 吞 噬 后, 一 般 在 5~10min 死 亡,30~60min 被 破 坏, 此 为 完 全 吞 噬 结 核 分 枝 杆 菌 布 鲁 菌 伤 寒 沙 门 菌 军 团 菌 等 胞 内 寄 生 菌, 在 免 疫 力 缺 乏 或 低 下 的 机 体 中, 虽 被 吞 噬 却 未 被 杀 死, 是 为 不 完 全 吞 噬 不 完 全 吞 噬 可 使 这 些 致 病 菌 在 吞 噬 细 胞 内 得 到 保 护, 免 受 机 体 体 液 中 非 特 异 抗 菌 物 质 特 异 抗 体 或 抗 菌 药 物 等 的 作 用 有 的 致 病 菌 甚 至 能 在 吞 噬 细 胞 内 生 长 繁 殖, 导 致 吞 噬 细 胞 死 亡, 或 随 游 走 的 带 菌 吞 噬 细 胞 经 淋 巴 液 或 血 液 扩 散 到 人 体 其 他 部 位, 造 成 广 泛 病 变 此 外, 吞 噬 细 胞 在 吞 噬 过 程 中, 溶 酶 体 释 放 出 的 多 种 水 解 酶 也 能 破 坏 邻 近 的 正 常 组 织 细 胞, 造 成 组 织 的 免 疫 病 理 性 损 伤 临 床 上 有 一 种 慢 性 肉 芽 肿 病 (chronic granulomatous disease,cgd), 多 见 于 男 孩, 是 伴 性 遗 传 疾 患 该 病 主 要 是 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 力 正 常 而 杀 菌 力 缺 陷 或 低 下, 因 而 反 复 感 染 常 见 的 病 菌 有 葡 萄 球 菌 大 肠 埃 希 菌 变 形 杆 菌 沙 雷 菌 和 真 菌 等 其 机 制 是 这 些 菌 都 有 过 氧 化 氢 酶, 但 缺 乏 氧 化 酶, 其 MPO 形 成 就 少, 故 MPO 的 杀 菌 力 大 为 降 低 CGD 中 的 感 染 菌 很 少 是 肺 炎 链 球 菌 或 A 群 链 球 菌, 原 因 是 这 些 菌 能 产 生 H 2 O 2, 以 补 偿 病 人 吞 噬 细 胞 内 H 2 O 2 的 不 足 致 使 MPO 形 成 未 减 少, 其 杀 菌 功 能 不 受 影 响 临 床 上 可 用 氮 蓝 四 唑 (nitroblue tetra zolium,nbt) 试 验 来 测 患 者 中 性 粒 细 胞 的 吞 噬 杀 伤 功 能, 以 协 助 诊 断 CGD 体 液 因 素 正 常 体 液 和 组 织 中 含 有 多 种 杀 伤 或 抑 制 致 病 菌 的 物 质, 主 要 有 : 1. 补 体 是 正 常 血 清 中 的 一 组 蛋 白 质, 由 巨 噬 细 胞 肠 上 皮 细 胞 肝 和 脾 细 胞 等 产 生 补 体 的 经 典 途 径 由 抗 原 抗 体 复 合 物 激 发 旁 路 途 径 可 由 革 兰 阴 性 菌 内 毒 素 酵 母 多 糖 聚 合 IgG IgA 等 活 化 补 体 系 统 激 活 后 产 生 的 多 种 生 物 活 90

91 性 产 物, 可 导 致 趋 化 粘 连 促 进 吞 噬 引 发 炎 症 等 反 应, 有 增 强 抗 感 染 作 用 由 于 补 体 旁 路 途 径 的 活 化 在 特 异 性 抗 体 形 成 之 前 就 发 挥 防 御 作 用, 故 是 一 种 重 要 的 抗 某 些 致 病 菌 感 染 的 天 然 免 疫 机 制 2. 溶 菌 酶 溶 菌 酶 (lysozyme) 主 要 来 源 于 吞 噬 细 胞, 广 泛 分 布 于 血 清 唾 液 泪 液 鼻 涕 等 中 作 用 于 革 兰 阳 性 菌 的 胞 壁 肽 聚 糖, 使 之 裂 解 而 溶 菌 因 革 兰 阴 性 菌 的 肽 聚 糖 外 尚 有 脂 蛋 白 等 层 包 围, 若 同 时 存 在 有 相 应 抗 体 等, 则 溶 菌 酶 也 可 破 坏 革 兰 阴 性 菌 否 则, 单 独 溶 菌 酶 对 革 兰 阴 性 菌 无 效 3. 防 御 素 防 御 素 主 要 存 在 于 中 性 粒 细 胞 的 嗜 天 青 颗 粒 中, 人 的 肠 细 胞 中 亦 有 是 一 类 富 含 精 氨 酸 的 小 分 子 多 肽, 目 前 已 发 现 人 防 御 素 有 4 种 (HNP1~4) 防 御 素 主 要 杀 胞 外 菌, 但 HNP1~3 对 偶 发 分 枝 杆 菌 和 鸟 - 胞 内 分 枝 杆 菌 等 胞 内 菌 亦 有 一 定 杀 伤 作 用 防 御 素 的 杀 菌 机 制 有 3 个 阶 段 :1 防 御 素 分 子 被 敏 感 菌 细 胞 膜 表 面 的 静 电 吸 引, 使 两 者 接 触 ;2 在 电 势 影 响 下, 单 体 或 双 体 的 防 御 素 分 子 可 进 入 带 电 的 菌 细 胞 膜, 破 坏 其 完 整 性, 形 成 受 电 势 调 节 的 孔 洞 ;3 细 菌 细 胞 膜 发 生 不 可 逆 损 伤, 胞 内 外 物 质 交 换 失 控, 细 菌 死 亡 正 常 体 液 中 尚 有 乙 型 溶 素 吞 噬 细 胞 杀 菌 素 组 蛋 白 白 细 胞 素 乳 素 正 常 调 理 素 等 杀 菌 或 抑 菌 物 质 二 获 得 性 免 疫 机 制 获 得 性 免 疫 (acquired immunity) 是 个 体 出 生 后, 在 生 活 过 程 中 与 致 病 菌 及 其 毒 性 代 谢 产 物 等 抗 原 分 子 接 触 后 产 生 的 一 系 列 免 疫 防 御 功 能 其 特 点 是 :1 针 对 性 强, 只 对 引 发 免 疫 力 的 相 同 抗 原 有 作 用, 对 它 种 抗 原 无 效, 故 也 称 特 异 性 免 疫 (specific immunity);2 不 能 遗 传 给 后 代, 需 个 体 自 身 接 触 抗 原 后 形 成, 因 此 产 生 获 得 性 免 疫 需 一 定 时 间, 一 般 是 10~14 天 d;3 再 次 接 触 相 同 抗 原, 其 免 疫 强 度 可 增 加 获 得 性 免 疫 包 括 体 液 免 疫 和 细 胞 免 疫 两 大 类 体 液 免 疫 是 指 由 特 异 抗 体 起 主 要 作 用 的 免 疫 应 答 当 机 体 B 细 胞 受 某 些 致 病 菌 和 ( 或 ) 其 毒 性 产 物 刺 激 后, 一 般 在 巨 噬 细 胞 CD4 Th2 细 胞 辅 助 下, 分 化 增 殖 为 浆 细 胞 随 抗 原 性 质 进 入 途 径 应 答 过 程 等 不 同, 浆 细 胞 可 合 成 和 分 泌 IgG IgM IgA IgD 和 IgE 五 类 免 疫 球 蛋 白 抗 体 根 据 它 们 在 抗 菌 免 疫 中 的 作 用, 可 分 为 抗 菌 抗 体 ( 调 理 素 ) 和 抗 外 毒 素 抗 体 ( 抗 毒 素 ) 91

92 细 胞 免 疫 是 以 T 细 胞 为 主 的 免 疫 应 答 当 T 细 胞 与 某 些 致 病 菌 接 触 后, 分 化 增 殖 为 致 敏 或 免 疫 T 细 胞 其 中 主 要 是 CD4 Th1 细 胞 和 细 胞 毒 性 T 细 胞 (cytotoxic T cell,ctl,tc) CD4 Th1 细 胞 产 生 系 列 细 胞 因 子, 能 活 化 巨 噬 细 胞 引 发 速 发 型 超 敏 反 应 和 激 活 CTL 等 根 据 致 病 菌 与 宿 主 细 胞 的 关 系, 可 分 为 胞 外 菌 (extracellular bacteria) 和 胞 内 菌 (intracellular bacteria) 胞 外 菌 寄 居 在 宿 主 细 胞 外 的 组 织 间 隙 和 血 液 淋 巴 液 组 织 液 等 体 液 中 胞 内 菌 又 分 兼 性 (facultative) 和 专 性 (obligate) 两 类, 兼 性 胞 内 菌 在 宿 主 体 内, 主 要 寄 居 在 细 胞 内 生 长 繁 殖 ; 在 体 外, 亦 可 在 无 活 细 胞 的 适 宜 环 境 中 生 存 和 繁 殖 专 性 胞 内 菌 则 不 论 在 宿 主 体 内 或 体 外, 都 只 能 在 活 细 胞 内 生 长 繁 殖 胞 外 菌 感 染 的 免 疫 人 类 的 多 数 致 病 菌 属 胞 外 菌, 主 要 有 葡 萄 球 菌 链 球 菌 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 淋 病 奈 瑟 菌 志 贺 菌 霍 乱 弧 菌 白 喉 棒 状 杆 菌 破 伤 风 梭 菌 等 胞 外 菌 的 致 病 机 制 主 要 有 二 :1 产 生 外 毒 素 内 毒 素 等 毒 性 物 质 ;2 引 起 炎 症 反 应 入 侵 的 胞 外 菌, 主 要 由 中 性 粒 细 胞 吞 噬 消 灭 特 异 性 体 液 免 疫 是 抗 胞 外 菌 感 染 的 主 要 获 得 性 免 疫 机 制 胞 外 菌 的 胞 壁 和 荚 膜 等 多 糖 是 T 细 胞 非 依 赖 抗 原 (TI-Ag), 能 直 接 激 发 相 应 B 细 胞 产 生 IgM 抗 体 应 答 胞 外 菌 大 多 蛋 白 抗 原 是 T 细 胞 依 赖 的 (TD-Ag), 需 抗 原 递 呈 细 胞 (APC) 和 CD4 Th2 细 胞 的 辅 助 产 生 的 抗 体 类 型 先 是 IgM, 后 转 换 为 IgG 为 主, 并 有 IgA 或 IgE 特 异 抗 体 的 作 用 有 :1IgG 抗 体 调 理 细 菌 促 进 吞 噬 IgG 与 中 性 粒 细 胞 巨 噬 细 胞 的 结 合 是 通 过 这 些 吞 噬 细 胞 上 的 Fcγ 受 体 IgM 和 IgG 抗 体 与 抗 原 结 合 后 均 可 活 化 补 体 系 统, 产 生 C3b 和 ic3b, 它 们 分 别 与 吞 噬 细 胞 上 的 CR1 和 CR3 结 合 而 进 一 步 促 进 吞 噬 作 用 2 抗 体 中 和 细 菌 外 毒 素 外 毒 素 与 其 特 异 抗 毒 素 抗 体 结 合 后 形 成 免 疫 复 合 物, 这 种 无 毒 复 合 物 最 终 为 吞 噬 细 胞 吞 噬 清 除 3 分 泌 型 IgA(SIgA) 阻 挡 致 病 菌 定 植 SIgA 抗 体 存 在 于 多 种 分 泌 液 中, 例 如 胃 肠 道 呼 吸 道 的 SIgA 可 防 止 相 应 致 病 菌 在 其 粘 膜 表 面 定 植 ; 乳 汁 中 的 SIgA 可 将 母 体 有 关 抗 体 传 递 给 乳 儿 等 4IgM IgG 抗 体 与 抗 原 的 复 合 物 可 激 活 补 体 经 典 途 径, 终 末 攻 膜 复 合 体 MAC 有 杀 菌 效 应, 奈 瑟 菌 对 之 最 敏 感 ; 补 体 激 活 过 程 中 的 C3a C5a 92

93 等 产 物 能 介 导 急 性 炎 症 反 应 参 与 胞 外 菌 免 疫 应 答 的 T 细 胞 主 要 是 CD4 Th2 细 胞 它 们 除 辅 助 B 细 胞 对 TD-Ag 产 生 抗 体 外, 尚 能 产 生 多 种 细 胞 因 子, 引 起 局 部 炎 症, 促 进 巨 噬 细 胞 的 吞 噬 和 杀 伤, 招 引 和 活 化 中 性 粒 细 胞 等 具 有 超 抗 原 特 性 的 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 链 球 菌 的 致 热 外 毒 素 等, 在 感 染 早 期 形 成 少 量 时, 就 可 激 活 相 应 的 TCRVβ 的 CD4T 细 胞 产 生 啐 足 量 细 胞 因 子, 利 于 对 病 菌 的 清 除 若 菌 量 大 超 抗 原 性 毒 素 多, 则 过 量 的 细 胞 因 子 可 对 机 体 造 成 严 重 危 害, 甚 至 死 亡 超 抗 原 性 外 毒 素 和 细 菌 内 毒 素 都 是 多 克 隆 淋 巴 细 胞 激 活 剂, 若 激 活 的 淋 巴 细 胞 中 有 针 对 自 身 抗 原 的 克 隆, 有 可 能 导 致 自 身 免 疫 病 有 些 胞 外 菌 与 人 体 某 些 组 织 细 胞 存 在 着 交 叉 抗 原, 这 些 病 菌 诱 生 的 抗 体 有 可 能 与 这 些 组 织 细 胞 发 生 超 敏 反 应 而 致 病 最 具 代 表 性 的 疾 病 是 A 群 链 球 菌 感 染 后 的 风 湿 热 和 肾 小 球 肾 炎 胞 外 菌 可 以 通 过 不 同 机 制 来 逃 避 机 体 的 免 疫 杀 伤 例 如 肺 炎 链 球 菌 等 在 胞 壁 外 形 成 抗 吞 噬 的 荚 膜 ; 淋 病 奈 瑟 菌 的 菌 毛 不 断 发 生 突 变, 使 原 有 抗 菌 毛 抗 体 无 效 ; 流 感 嗜 血 杆 菌 等 产 生 IgA 蛋 白 酶 降 解 宿 主 粘 膜 表 面 的 SIgA 抗 体 ; 福 氏 志 贺 菌 能 诱 导 巨 噬 细 胞 凋 亡 ; 铜 绿 假 单 胞 菌 分 泌 弹 性 蛋 白 酶 灭 活 C3a C5a 等 胞 内 菌 感 染 的 免 疫 对 医 学 重 要 的 兼 性 胞 内 菌 有 结 核 分 枝 杆 菌 麻 风 分 枝 杆 菌 伤 寒 沙 门 菌 布 鲁 菌 肺 炎 军 团 菌 产 单 核 细 胞 李 氏 菌 等 立 克 次 体 柯 克 斯 体 衣 原 体 等 属 于 专 性 胞 内 菌 胞 内 菌 感 染 的 特 点 除 细 胞 内 寄 生 外, 尚 有 低 细 胞 毒 性, 呈 慢 性 过 程, 主 要 通 过 病 理 性 免 疫 损 伤 而 致 病 等 胞 内 菌 的 毒 力 低, 利 于 病 菌 和 宿 主 细 胞 长 期 共 存, 否 则 宿 主 细 胞 快 速 死 亡 就 使 胞 内 菌 失 去 赖 以 生 存 的 微 环 境 由 于 胞 内 菌 毒 力 低, 其 感 染 的 潜 伏 期 较 长 病 程 缓 慢 ; 因 而 持 续 的 刺 激 形 成 了 胞 内 菌 常 有 的 肉 芽 肿 病 变 特 征 肉 芽 肿 既 有 阻 挡 病 菌 扩 散 的 作 用, 亦 对 宿 主 局 部 造 成 一 定 的 病 理 损 伤 胞 内 菌 感 染 的 获 得 性 免 疫 机 制 主 要 是 以 T 细 胞 为 主 的 细 胞 免 疫, 因 特 异 性 抗 体 不 能 进 入 胞 内 菌 寄 居 的 宿 主 细 胞 内 与 之 作 用 特 异 性 细 胞 免 疫 应 答 包 括 两 种 类 型, 一 为 CD4 Th1 细 胞 衍 生 的 细 胞 因 子 ; 另 一 为 CD8 CTL CD4 Th1 细 胞 可 产 生 众 多 细 胞 因 子, 其 中 的 IFN-γ 是 巨 噬 细 胞 最 强 激 活 剂, 使 其 吞 噬 胞 内 菌 和 杀 伤 力 大 为 增 加 CD4 Th1 细 胞 衍 生 的 细 胞 因 子 尚 能 活 化 CTL 和 引 起 迟 发 型 超 敏 反 应, 93

94 有 利 于 对 胞 内 菌 的 清 除 CD8 CTL 能 直 接 将 穿 孔 素 ( perforin ) 和 粒 酶 (granulozyme) 介 入 胞 内 菌 感 染 细 胞, 破 坏 其 完 整 性, 使 病 菌 散 出, 再 由 抗 体 等 调 理 后 由 吞 噬 细 胞 吞 噬 消 灭 胞 内 菌 逃 避 机 体 的 免 疫 杀 伤 机 制 有 多 种 : 例 如 肺 炎 军 团 菌 等 通 过 CR1/CR3 结 合 但 不 引 起 呼 吸 爆 发 的 安 全 途 径 进 入 宿 主 细 胞 的, 免 受 因 呼 吸 爆 发 产 生 的 ROI 等 强 氧 化 物 质 的 杀 伤 ; 结 核 分 枝 杆 菌 伤 寒 沙 门 菌 等 阻 止 吞 噬 体 与 溶 酶 体 的 融 合 ; 逸 入 无 杀 伤 物 质 存 在 的 吞 噬 细 胞 胞 质 内 ; 麻 风 分 枝 杆 菌 等 以 无 杀 伤 力 的 非 职 业 吞 噬 细 胞 如 神 经 鞘 细 胞 等 为 寄 居 细 胞 等 第 四 节 感 染 的 发 生 与 发 展 一 感 染 的 来 源 感 染 来 源 于 宿 主 体 外 的 称 外 源 性 感 染 (exogenous infection); 若 来 自 患 者 自 身 体 内 或 体 表 的 称 为 内 源 性 感 染 (endogenous infection) 外 源 性 感 染 1. 病 人 大 多 数 人 类 感 染 是 通 过 人 与 人 之 间 的 传 播 病 人 在 疾 病 潜 伏 期 一 直 到 病 后 一 段 恢 复 期 内, 都 有 可 能 将 致 病 菌 传 播 给 周 围 他 人 对 患 者 及 早 作 出 诊 断 并 采 取 防 治 措 施, 是 控 制 和 消 灭 传 染 病 的 根 本 措 施 之 一 2. 带 菌 者 有 些 健 康 人 携 带 有 某 种 致 病 菌 但 不 产 生 临 床 症 状, 也 有 些 传 染 病 患 者 恢 复 后 在 一 段 时 间 内 仍 继 续 排 菌 这 些 健 康 带 菌 者 和 恢 复 期 带 菌 者 是 很 重 要 的 传 染 源, 因 其 不 出 现 临 床 症 状, 不 易 被 人 们 察 觉, 故 危 害 性 甚 于 病 人 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 白 喉 棒 状 杆 菌 常 有 健 康 带 菌 者, 伤 寒 沙 门 菌 志 贺 菌 等 可 有 恢 复 期 带 菌 者 3. 病 畜 和 带 菌 动 物 有 些 细 菌 是 人 畜 共 患 病 的 致 病 菌, 因 而 病 畜 或 带 菌 动 物 的 致 病 菌 也 可 传 播 给 人 类 例 如 鼠 疫 耶 菌 炭 疽 杆 菌 布 鲁 菌 牛 分 枝 杆 菌, 以 及 引 起 食 物 中 毒 的 沙 门 菌 等 内 源 性 感 染 这 类 感 染 的 致 病 菌 大 多 是 体 内 的 正 常 菌 群, 少 数 是 以 隐 伏 状 态 存 在 于 体 内 的 致 病 菌 正 常 菌 群 在 特 定 条 件 下 成 为 条 件 性 致 病 菌 后 再 致 病 二 传 播 方 式 与 途 径 呼 吸 道 感 染 致 病 菌 从 病 人 或 带 菌 者 的 痰 液 唾 沫 等 散 布 到 周 围 空 气 中, 经 94

95 呼 吸 道 途 径 感 染 他 人 例 如 咳 嗽 喷 嚏 大 声 说 话 时 喷 出 的 飞 沫, 含 有 大 量 细 菌 此 外, 亦 可 通 过 吸 入 沾 有 病 菌 的 尘 埃 而 引 起 呼 吸 道 感 染 的 疾 病 有 肺 结 核 白 喉 百 日 咳 军 团 病 等 消 化 道 感 染 伤 寒 菌 痢 霍 乱 食 物 中 毒 等 胃 肠 道 传 染 病, 大 多 是 摄 入 粪 污 染 的 饮 食 物 所 致 水 手 指 和 苍 蝇 等 昆 虫 是 消 化 道 传 染 病 传 播 的 重 要 媒 介 创 伤 感 染 皮 肤 粘 膜 的 细 小 破 损, 致 病 性 葡 萄 球 菌 链 球 菌 等 常 可 侵 入 引 起 化 脓 性 感 染 泥 土 人 类 和 动 物 粪 便 中, 可 有 破 伤 风 梭 菌 产 气 荚 膜 梭 菌 等 芽 胞 存 在 这 些 芽 胞 若 进 入 深 部 伤 口, 微 环 境 适 宜 时 就 会 发 芽 繁 殖, 产 生 外 毒 素 而 致 病 接 触 感 染 淋 病 奈 瑟 菌 苍 白 密 螺 旋 体 麻 风 分 枝 杆 菌 钩 端 螺 旋 体 等, 可 通 过 人 - 人 或 动 物 - 人 的 密 切 接 触 而 感 染 其 方 式 可 为 直 接 接 触, 或 通 过 用 具 等 间 接 受 染 节 肢 动 物 叮 咬 感 染 有 些 传 染 病 是 通 过 吸 血 昆 虫 传 播 的 例 如 人 类 鼠 疫 由 鼠 蚕 传 播, 恙 虫 病 由 恙 螨 幼 虫 传 播 等 多 途 径 感 染 有 些 致 病 菌 的 传 播 可 有 呼 吸 道 消 化 道 皮 肤 创 伤 等 多 种 途 径 例 如 结 核 分 枝 杆 菌 炭 疽 芽 胞 杆 菌 等 三 感 染 的 类 型 感 染 的 发 生 发 展 和 结 局 是 宿 主 体 和 致 病 菌 相 互 作 用 的 复 杂 过 程 根 据 两 者 力 量 对 比, 感 染 类 型 可 以 出 现 不 感 染 隐 性 感 染 (inapparent infection) 潜 伏 感 染 (latent infection) 显 性 感 染 (apparent infection) 和 带 菌 状 态 (carrier state) 等 不 同 临 床 表 现 这 几 种 类 型 并 非 一 成 不 变, 随 着 两 方 力 量 的 增 减, 可 以 移 行 转 化 或 交 替 出 现 的 动 态 变 化 不 感 染 当 宿 主 体 具 有 高 度 免 疫 力, 或 侵 入 的 致 病 菌 毒 力 很 弱 或 数 量 不 足, 或 侵 入 的 部 位 不 适 宜 则 病 菌 迅 速 被 机 体 的 免 疫 系 统 消 灭, 不 发 生 感 染 隐 性 感 染 当 宿 主 体 的 抗 感 染 免 疫 力 较 强, 或 侵 入 的 病 菌 数 量 不 多 毒 力 较 弱, 感 染 后 对 机 体 损 害 较 轻, 不 出 现 或 出 现 不 明 显 的 临 床 症 状, 是 为 隐 性 感 染, 或 称 亚 临 床 感 染 (subclinical infection) 隐 性 感 染 后, 机 体 常 可 获 得 足 够 的 特 异 免 疫 力, 能 抗 御 相 同 致 病 菌 的 再 次 感 染 在 每 次 传 染 病 流 行 中, 隐 性 感 染 者 一 般 约 占 人 群 的 90% 或 更 多 结 核 白 喉 伤 寒 等 常 有 隐 性 感 染 95

96 潜 伏 感 染 当 宿 主 体 与 致 病 菌 在 相 互 作 用 过 程 中 暂 时 处 于 平 衡 状 态 时, 病 菌 潜 伏 在 病 灶 内 或 某 些 特 殊 组 织 中, 一 般 不 出 现 在 血 液 分 泌 物 或 排 泄 物 中 一 旦 机 体 免 疫 力 下 降, 则 潜 伏 的 致 病 菌 大 量 繁 殖, 使 病 复 发 例 如 结 核 分 枝 杆 菌 有 潜 伏 感 染 最 典 型 的 潜 伏 感 染 病 原 体 是 单 纯 疱 疹 病 毒 和 水 痘 - 带 状 疱 疹 病 毒 显 性 感 染 当 宿 主 体 抗 感 染 的 免 疫 力 较 弱, 或 侵 入 的 致 病 菌 数 量 较 多 毒 力 较 强, 以 致 机 体 的 组 织 细 胞 受 到 不 同 程 度 的 损 害, 生 理 功 能 也 发 生 改 变, 并 出 现 一 系 列 的 临 床 症 状 和 体 征, 是 为 显 性 感 染, 通 称 传 染 病 由 于 每 一 病 例 的 宿 主 体 抗 病 能 力 和 病 菌 毒 力 等 存 在 着 差 异, 因 此, 显 性 感 染 又 有 轻 重 缓 急 等 不 同 模 式 临 床 上 按 病 情 缓 急 不 同, 分 为 : 1. 急 性 感 染 (acute infection) 发 作 突 然, 病 程 较 短, 一 般 是 数 日 至 数 周 病 愈 后, 致 病 菌 从 宿 主 体 内 消 失 急 性 感 染 的 致 病 菌 有 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 霍 乱 弧 菌 肠 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 等 2. 慢 性 感 染 (chronic infection) 病 程 缓 慢, 常 持 续 数 月 至 数 年 胞 内 菌 往 往 引 起 慢 性 感 染, 例 如 结 核 分 枝 杆 菌 麻 风 分 枝 杆 菌 临 床 上 按 感 染 的 部 位 不 同, 分 为 : 1. 局 部 感 染 (local infection) 致 病 菌 侵 入 宿 主 体 后, 局 限 在 一 定 部 位 生 长 繁 殖 引 起 病 变 的 一 种 感 染 类 型 例 如 化 脓 性 球 菌 所 致 的 疖 痈 等 2. 全 身 感 染 (generalized infection; systemic infection) 感 染 发 生 后, 致 病 菌 或 其 毒 性 代 谢 产 物 向 全 身 播 散 引 起 全 身 性 症 状 的 一 种 感 染 类 型 临 床 上 常 见 的 有 下 列 几 种 情 况 : (1) 毒 血 症 (toxemia): 致 病 菌 侵 入 宿 主 体 后, 只 在 机 体 局 部 生 长 繁 殖, 病 菌 不 进 入 血 循 环, 但 其 产 生 的 外 毒 素 入 血 外 毒 素 经 血 到 达 易 感 的 组 织 和 细 胞, 引 起 特 殊 的 毒 性 症 状 例 如 白 喉 破 伤 风 等 (2) 内 毒 素 血 症 (endotoxemia): 革 兰 阴 性 菌 侵 入 血 流, 并 在 其 中 大 量 繁 殖 崩 解 后 释 放 出 大 量 内 毒 素 ; 也 可 由 病 灶 内 大 量 革 兰 阴 性 菌 死 亡 释 放 的 内 毒 素 入 血 所 致 在 严 重 革 兰 阴 性 菌 感 染 时, 常 发 生 内 毒 素 血 症 (3) 菌 血 症 (bacteremia): 致 病 菌 由 局 部 侵 入 血 流, 但 未 在 血 流 中 生 长 繁 殖, 只 是 短 暂 的 一 过 性 通 过 血 循 环 到 达 体 内 适 宜 部 位 后 再 进 行 繁 殖 而 致 病 例 如 96

97 伤 寒 早 期 有 菌 血 症 期 (4) 败 血 症 (septicemia): 致 病 菌 侵 入 血 流 后, 在 其 中 大 量 繁 殖 并 产 生 毒 性 产 物, 引 起 全 身 性 中 毒 症 状, 例 如 高 热 皮 肤 和 粘 膜 瘀 斑 肝 脾 肿 大 等 鼠 疫 耶 氏 菌 炭 疽 芽 胞 杆 菌 等 可 引 起 败 血 症 (5) 脓 毒 血 症 (pyemia): 指 化 脓 性 病 菌 侵 入 血 流 后, 在 其 中 大 量 繁 殖, 并 通 过 血 流 扩 散 至 宿 主 体 的 其 他 组 织 或 器 官, 产 生 新 的 化 脓 性 病 灶 例 如 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 脓 毒 血 症, 常 导 致 多 发 性 肝 脓 肿 皮 下 脓 肿 和 肾 脓 肿 等 带 菌 状 态 有 时 致 病 菌 在 显 性 或 隐 性 感 染 后 并 未 立 即 消 失, 在 体 内 继 续 留 存 一 定 时 间, 与 机 体 免 疫 力 处 于 相 对 平 衡 状 态, 是 为 带 菌 状 态, 该 宿 主 称 为 带 菌 者 (carrier) 例 如 伤 寒 白 喉 等 病 后 常 可 出 现 带 菌 状 态 带 菌 者 经 常 会 间 歇 排 出 病 菌, 成 为 重 要 的 传 染 源 之 一 四 环 境 因 素 对 感 染 的 影 响 感 染 的 轻 重 除 取 决 于 致 病 菌 和 宿 主 体 两 方 外, 自 然 因 素 和 社 会 因 素 对 感 染 的 发 生 发 展 亦 有 明 显 影 响 自 然 因 素 包 括 气 候 季 节 温 度 湿 度 和 地 理 条 件 等 诸 方 面 例 如 季 节 不 同, 流 行 的 传 染 病 种 类 就 不 同 冬 季 易 发 生 呼 吸 系 统 传 染 病, 因 寒 冷 能 降 低 呼 吸 道 粘 膜 的 抵 抗 力 同 时, 室 内 活 动 较 多, 门 窗 经 常 关 闭, 空 气 流 动 少, 也 增 加 与 致 病 菌 接 触 的 机 会 夏 季 易 发 生 消 化 系 统 传 染 病, 乃 因 天 热 需 大 量 饮 水, 将 胃 酸 稀 释, 使 其 杀 菌 效 率 降 低 又 夏 季 气 温 高, 利 于 苍 蝇 等 昆 虫 孳 生, 增 多 传 播 机 会 有 些 传 染 病 有 地 区 性, 例 如 原 始 森 林 地 区 或 未 开 垦 地 带 存 在 着 野 生 动 物 或 吸 血 昆 虫 间 流 行 的 人 畜 ( 兽 ) 共 患 传 染 病, 一 旦 人 类 进 入 这 些 自 然 疫 源 地, 就 有 可 能 传 播 给 人, 甚 至 在 人 群 中 造 成 流 行 社 会 因 素 对 感 染 的 发 生 和 传 染 病 的 流 行 影 响 也 很 大 战 争 灾 荒 贫 困 等 促 使 传 染 病 的 发 生 和 流 行 改 善 生 活 和 劳 动 条 件, 开 展 防 病 的 卫 生 运 动, 则 传 染 病 的 发 病 率 将 逐 渐 下 降, 人 民 的 健 康 水 平 亦 将 随 之 明 显 提 高 ( 陆 德 源 ) 97

98 第 7 章 细 菌 感 染 的 检 查 方 法 与 防 治 原 则 致 病 菌 能 引 起 多 种 感 染 和 传 染 病, 其 诊 断 除 可 根 据 临 床 症 状 体 征 和 一 般 检 验 外, 采 取 合 适 的 临 床 标 本 进 行 细 菌 学 和 血 清 学 检 验, 在 确 诊 病 因 上 极 为 重 要 获 得 性 免 疫 的 产 生, 可 通 过 患 病 隐 性 感 染 预 防 接 种 注 射 抗 毒 素 等 方 式 ( 表 7-1) 表 7-1 获 得 性 免 疫 的 产 生 方 式 主 动 免 疫 被 动 免 疫 自 然 主 动 免 疫 : 患 病 隐 性 感 染 人 工 主 动 免 疫 : 接 种 疫 苗 类 毒 素 等 自 然 被 动 免 疫 : 通 过 胎 盘 初 乳 人 工 被 动 免 疫 : 注 射 抗 毒 素 丙 种 球 蛋 白 转 移 因 子 等 人 工 免 疫 是 采 用 人 工 方 法, 将 疫 苗 类 毒 素 等 或 含 有 某 种 特 异 性 抗 体 细 胞 免 疫 制 剂 等 接 种 于 人 体, 以 增 强 宿 主 体 的 抗 病 能 力 用 于 人 工 免 疫 的 免 疫 原 ( 疫 苗 类 毒 素 等 ) 免 疫 血 清 细 胞 制 剂, 以 及 诊 断 制 剂 ( 结 核 菌 素 诊 断 血 清 诊 断 菌 液 等 ) 的 生 物 性 制 剂 统 称 为 生 物 制 品 (bioproduct) 第 一 节 细 菌 学 诊 断 标 本 采 集 与 送 检 过 程 是 否 符 合 下 列 几 个 原 则, 将 直 接 影 响 到 致 病 菌 检 出 的 成 败 1. 采 取 标 本 时 应 注 意 无 菌 操 作, 尽 量 避 免 杂 菌 污 染 2. 根 据 致 病 菌 在 患 者 不 同 病 期 的 体 内 分 布 和 排 出 部 位, 采 取 不 同 标 本 例 如 流 行 性 脑 膜 炎 病 人 取 脑 脊 液 血 液 或 出 血 瘀 斑 ; 伤 寒 病 人 在 病 程 1~2 周 内 取 血 液,2~3 周 时 取 粪 便 3. 采 集 标 本 应 在 使 用 抗 菌 药 物 之 前, 否 则 这 种 标 本 在 分 离 培 养 时 要 加 入 药 物 拮 抗 剂 使 用 青 霉 素 的 加 青 霉 素 酶 磺 胺 药 的 加 对 氨 苯 甲 酸 又 采 取 局 部 病 变 标 本 处, 不 可 用 消 毒 剂, 必 要 时 宜 以 无 菌 生 理 盐 水 冲 洗, 拭 干 后 再 取 材 4. 尽 可 能 采 集 病 变 明 显 部 位 的 材 料 例 如 菌 痢 患 者 取 其 沾 有 脓 血 或 粘 液 的 粪 便, 肺 结 核 病 人 取 其 干 酪 样 痰 液 等 5. 标 本 必 须 新 鲜, 采 集 后 尽 快 送 检 98

99 6. 送 检 过 程 中, 除 不 耐 寒 冷 的 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 淋 病 奈 瑟 菌 等 要 保 暖 外, 多 数 菌 可 冷 藏 送 运 粪 便 标 本 中 含 杂 菌 多, 常 置 于 甘 油 缓 冲 盐 水 保 存 液 中 二 致 病 菌 的 检 验 程 序 主 要 有 直 接 涂 片 镜 检 分 离 培 养 生 化 试 验 血 清 学 等 试 验 等 有 的 尚 需 作 动 物 试 验 药 物 敏 感 试 验 等 近 年 来 发 展 的 细 菌 学 快 速 检 验 技 术 尚 有 气 相 色 谱 核 酸 杂 交 和 多 聚 酶 链 反 应 (polymerase chain reaction,pcr) 等 技 术 直 接 涂 片 检 查 凡 在 形 态 和 染 色 性 上 具 有 特 征 的 致 病 菌, 直 接 涂 片 染 色 后 镜 检 有 助 于 初 步 诊 断 例 如 痰 中 查 见 抗 酸 性 细 长 杆 菌, 脓 液 中 发 现 革 兰 阳 性 葡 萄 串 状 球 菌, 或 咽 喉 假 膜 中 有 异 染 颗 粒 的 棒 状 杆 菌 时, 可 分 别 初 步 诊 断 为 结 核 分 枝 杆 菌 葡 萄 球 菌 或 白 喉 棒 状 杆 菌 在 某 些 情 况 下, 也 可 在 直 接 涂 片 后, 以 特 异 性 荧 光 抗 体 染 色 在 荧 光 显 微 镜 下 观 察, 若 出 现 有 发 荧 光 的 菌 体 就 是 欲 检 验 的 细 菌 例 如 粪 便 中 的 志 贺 菌 霍 乱 弧 菌 等 可 用 此 技 术 快 速 检 出 分 离 培 养 原 则 上 所 有 标 本 均 应 作 分 离 培 养, 以 获 得 纯 培 养 后 进 一 步 鉴 定 原 为 无 菌 部 位 采 取 的 血 液 脑 脊 液 等 标 本, 可 直 接 接 种 至 营 养 丰 富 的 液 体 或 固 体 培 养 基 从 正 常 菌 群 存 在 部 位 采 取 的 标 本, 应 接 种 至 选 择 或 鉴 别 培 养 基 接 种 后 放 37 孵 育, 一 般 经 16~20h 大 多 可 生 长 茂 盛 或 形 成 菌 落 少 数 如 布 鲁 菌 结 核 分 枝 杆 菌 生 长 缓 慢, 分 别 需 经 3~4 周 和 4~8 周 才 长 成 可 见 菌 落 分 离 培 养 的 阳 性 率 要 比 直 接 涂 片 镜 检 高, 但 需 时 较 久 因 此, 遇 白 喉 等 急 性 传 染 病 时, 可 根 据 病 人 临 床 表 现 和 直 接 涂 片 镜 检 结 果 作 出 初 步 诊 断 并 及 时 治 疗 ; 不 必 等 待 培 养 报 告, 以 免 贻 误 治 疗 时 间 生 化 试 验 细 菌 的 代 谢 活 动 依 靠 系 列 酶 的 催 化 作 用, 不 同 致 病 菌 具 有 不 同 的 酶 系, 故 其 代 谢 产 物 不 尽 相 同, 籍 此 可 对 一 些 致 病 菌 进 行 鉴 别 例 如 肠 道 杆 菌 种 类 很 多, 形 态 染 色 性 基 本 相 同, 菌 落 亦 类 似 但 它 们 的 糖 类 和 蛋 白 质 的 分 解 产 物 不 完 全 一 样, 因 而 可 利 用 不 同 基 质 进 行 生 化 试 验 予 以 区 别 之 现 已 有 多 种 微 量 快 速 半 自 动 或 自 动 的 细 菌 生 化 反 应 试 剂 条 ( 板 ) 和 检 测 仪 器 研 制 成 功, 并 有 商 品 供 应 血 清 学 试 验 采 用 含 有 已 知 特 异 抗 体 的 免 疫 血 清 与 分 离 培 养 出 的 未 知 纯 种 细 菌 进 行 血 清 学 试 验, 可 以 确 定 致 病 菌 的 种 或 型 常 用 方 法 是 玻 片 凝 集 试 验, 在 数 分 钟 内 就 能 得 出 结 果 免 疫 荧 光 协 同 凝 集 对 流 免 疫 电 泳 酶 免 疫 间 接 血 99

100 凝 乳 胶 凝 集 等 试 验 可 快 速 灵 敏 地 检 测 标 本 中 的 微 量 致 病 菌 特 异 抗 原 这 些 方 法 的 另 一 优 点 是 即 使 患 者 已 用 抗 生 素 等 药 物 治 疗, 标 本 中 的 病 菌 被 抑 制 或 杀 死 培 养 不 成 功 时, 其 特 异 抗 原 仍 可 检 出, 有 助 于 确 定 病 因 动 物 试 验 主 要 用 于 分 离 鉴 定 致 病 菌, 测 定 菌 株 产 毒 性 等 常 用 实 验 动 物 有 小 鼠 豚 鼠 和 家 兔 等 应 按 实 验 要 求, 选 用 一 定 的 体 重 和 年 龄, 具 有 高 度 易 感 性 的 健 康 动 物 接 种 途 径 有 皮 内 皮 下 腹 腔 肌 肉 静 脉 脑 内 和 灌 胃 等 接 种 后 应 仔 细 观 察 动 物 的 食 量 精 神 状 态 和 局 部 变 化, 有 时 尚 要 测 定 体 重 体 温 和 血 液 等 指 标 若 死 亡 应 立 即 解 剖, 检 查 病 变, 或 进 一 步 作 分 离 培 养, 证 实 由 何 病 菌 所 致 含 杂 菌 多 的 标 本, 也 可 通 过 接 种 易 感 动 物 获 得 纯 培 养, 达 到 分 离 致 病 菌 的 目 的, 例 如 将 疑 患 肺 炎 链 球 菌 性 肺 炎 病 人 痰 接 种 至 小 鼠 腹 腔 测 试 细 菌 的 产 毒 性, 可 用 家 兔 或 豚 鼠 皮 肤 检 测 白 喉 棒 状 杆 菌 是 否 产 生 白 喉 毒 素 ; 家 兔 结 扎 肠 段 测 定 大 肠 埃 希 菌 不 耐 热 肠 毒 素 等 目 前, 多 数 细 菌 的 外 毒 素 可 用 ELISA 法 测 定 ; 志 贺 毒 素 等 可 用 Vero 细 胞 等 测 定 其 毒 性 又 细 菌 热 原 质 过 去 用 家 兔 来 检 测, 现 已 为 鲎 (limulus) 试 验 替 代 药 物 敏 感 试 验 药 敏 试 验 对 指 导 临 床 选 择 用 药, 及 时 控 制 感 染 有 重 要 意 义 方 法 有 纸 碟 法 小 杯 法 凹 孔 法 和 试 管 法 等, 以 单 片 纸 碟 法 和 试 管 稀 释 法 常 用 纸 碟 法 是 根 据 抑 菌 圈 有 无 大 小 来 判 定 试 验 菌 对 该 抗 菌 药 物 耐 药 或 敏 感 试 管 法 是 以 抗 菌 药 物 的 最 高 稀 释 度 仍 能 抑 制 细 菌 生 长 管 为 终 点, 该 管 含 药 浓 度 即 为 试 验 菌 株 的 敏 感 度 分 子 生 物 学 技 术 近 年 来 应 用 核 酸 杂 交 和 PCR 技 术 检 测 致 病 微 生 物 核 酸 是 临 床 诊 断 学 的 重 大 发 展 1. 核 酸 杂 交 技 术 原 理 是 应 用 放 射 性 核 素 或 生 物 素 地 高 辛 苷 原 辣 根 过 氧 化 物 酶 等 非 放 射 性 物 质 标 记 的 已 知 序 列 核 酸 单 链 作 为 探 针, 在 一 定 条 件 下, 按 照 碱 基 互 补 原 则 与 待 测 标 本 的 核 酸 单 链 退 火 形 成 双 链 杂 交 体 然 后, 通 过 杂 交 信 号 的 检 测, 鉴 定 血 清 尿 粪 或 活 检 组 织 等 中 有 无 相 应 的 病 原 体 基 因 及 其 分 子 大 小 核 酸 杂 交 技 术 有 液 相 与 固 相 之 分 固 相 核 酸 杂 交 较 常 用, 有 原 位 杂 交 斑 点 杂 交 Southern 印 迹 Northern 印 迹 等 核 酸 杂 交 可 从 标 本 中 直 接 检 出 病 原 体, 不 受 标 本 中 的 杂 质 干 扰, 对 尚 不 能 或 难 分 离 培 养 的 病 原 体 尤 为 适 用 用 核 酸 杂 交 100

101 技 术 来 检 测 细 菌 感 染 中 的 致 病 菌, 有 结 核 分 枝 杆 菌 幽 门 螺 杆 菌 空 肠 弯 曲 菌 致 病 性 大 肠 埃 希 菌 等 2.PCR 技 术 是 一 种 无 细 胞 的 分 子 克 隆 技 术, 能 在 体 外 经 数 小 时 的 处 理 即 可 扩 增 成 上 百 万 个 同 一 基 因 分 子 PCR 技 术 的 基 本 步 骤 为 从 标 本 中 提 取 DNA 作 为 扩 增 模 板 ; 选 用 一 对 特 异 寡 核 苷 酸 作 为 引 物, 经 不 同 温 度 的 变 性 退 火 延 伸 等 使 之 扩 增 ; 扩 增 产 物 作 溴 乙 锭 染 色 的 凝 胶 电 泳, 紫 外 线 灯 下 观 察 特 定 碱 基 对 数 的 DNA 片 段 ; 出 现 橙 红 色 电 泳 条 带 者 为 阳 性 若 需 进 一 步 鉴 定, 可 将 凝 胶 中 分 离 的 PCR 产 物 回 收, 再 用 特 异 探 针 确 定 PCR 技 术 具 有 快 速 灵 敏 和 特 异 性 强 等 特 点, 现 已 用 于 生 物 医 学 中 的 多 个 领 域 在 细 菌 学 方 面, 可 用 PCR 技 术 检 测 标 本 中 的 结 核 分 枝 杆 菌 淋 病 奈 瑟 菌 肠 产 毒 素 型 大 肠 埃 希 菌 军 团 菌 等 中 的 特 异 性 DNA 片 段 其 他 有 用 气 相 色 谱 法 检 测 细 菌 在 代 谢 过 程 中 产 生 的 挥 发 性 脂 肪 酸 谱, 来 诊 断 厌 氧 菌 感 染 ; 葡 萄 球 菌 伤 寒 沙 门 菌 志 贺 菌 等 可 用 型 特 异 噬 菌 体 进 行 分 型, 以 追 踪 传 染 源 ; 细 菌 素 分 型, 以 及 质 粒 指 纹 图 谱 分 析 (plsmid fingerprinting) 等, 主 要 用 于 流 行 病 学 等 调 查 第 二 节 血 清 学 诊 断 人 体 受 致 病 菌 感 染 后, 其 免 疫 系 统 被 刺 激 后 发 生 免 疫 应 答 而 产 生 特 异 性 抗 体 抗 体 的 量 常 随 感 染 过 程 而 增 多, 表 现 为 效 价 (titer) 或 称 滴 度 的 升 高 因 此, 用 已 知 的 细 菌 或 其 特 异 性 抗 原 检 测 患 者 体 液 中 有 无 相 应 特 异 抗 体 和 其 效 价 的 动 态 变 化, 可 作 为 某 些 传 染 病 的 辅 助 诊 断 一 般 采 取 病 人 的 血 清 进 行 试 验, 故 这 类 方 法 通 常 称 为 血 清 学 诊 断 (serological diagnosis) 血 清 学 诊 断 主 要 适 用 于 抗 原 性 较 强 的 致 病 菌 和 病 程 较 长 的 感 染 性 疾 病 机 体 血 清 中 出 现 某 种 抗 体, 除 患 与 该 抗 体 相 应 的 疾 病 外, 亦 可 因 曾 受 该 菌 隐 性 感 染 或 近 期 预 防 接 种 所 致 因 此 必 须 有 抗 体 效 价 明 显 高 于 正 常 人 的 水 平 或 随 病 程 递 增 才 有 诊 断 价 值 血 清 学 诊 断 试 验 最 好 取 患 者 急 性 期 和 恢 复 期 双 份 血 清 标 本, 当 后 者 的 抗 体 效 价 比 前 者 升 高 4 倍 者 方 有 意 义 若 病 人 在 疾 病 早 期 即 用 抗 菌 药 物, 病 菌 在 体 内 繁 殖 不 多, 抗 体 增 长 可 以 不 明 显 所 以, 细 菌 学 检 查 和 血 清 学 诊 断 两 者 在 细 菌 感 染 的 确 立 方 面 是 互 为 辅 助 的 常 用 于 细 菌 性 感 染 的 血 清 学 诊 断 种 类 有 直 接 凝 集 试 验 ( 伤 寒 副 伤 寒 的 肥 101

102 达 试 验, 立 克 次 体 的 外 斐 试 验 等, 钩 端 螺 旋 体 病 的 显 微 镜 凝 集 试 验 等 ); 乳 胶 凝 集 试 验 ( 检 测 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 流 感 嗜 血 杆 菌 等 抗 体 ); 沉 淀 试 验 ( 梅 毒 的 VDRL RPR 试 验 等 ); 补 体 结 合 试 验 ( 检 测 Q 热 柯 克 斯 体 等 抗 体 ); 中 和 试 验 ( 风 湿 病 的 抗 O 试 验 等 ) 和 ELISA 等 ELISA 技 术 已 广 泛 使 用 于 多 种 病 原 体 特 异 性 抗 体 的 检 测 由 于 其 特 异 灵 敏 快 速, 且 可 自 动 化 检 测 大 量 标 本, 有 逐 渐 替 代 其 他 血 清 学 诊 断 方 法 之 势 第 三 节 人 工 主 动 免 疫 人 工 主 动 免 疫 (artificial active immunity) 是 将 疫 苗 (vaccine) 或 类 毒 素 接 种 于 人 体, 使 机 体 产 生 获 得 性 免 疫 力 的 一 种 防 治 微 生 物 感 染 的 措 施, 主 要 用 于 预 防 死 疫 苗 选 用 免 疫 原 性 强 的 细 菌, 经 人 工 大 量 培 养 后, 用 理 化 方 法 杀 死 而 成 常 用 的 有 伤 寒 霍 乱 百 日 咳 流 行 性 脑 膜 炎 钩 端 螺 旋 体 病 斑 疹 伤 寒 等 死 疫 苗 的 优 点 是 易 于 保 存, 一 般 4 1 年 左 右 缺 点 是 接 种 剂 量 大, 注 射 的 局 部 和 全 身 性 副 反 应 较 大, 且 需 接 种 多 次 为 减 少 接 种 手 续, 可 将 不 同 种 类 的 死 疫 苗 适 当 混 合 组 成 联 合 疫 苗, 例 如 伤 寒 和 副 伤 寒 甲 乙 混 合 的 三 联 疫 苗, 多 个 型 别 钩 端 螺 旋 体 组 成 的 多 价 钩 端 螺 旋 体 疫 苗 等 活 疫 苗 用 减 毒 或 无 毒 力 的 活 病 原 体 制 成 活 疫 苗 的 菌 株 可 以 从 自 然 界 发 掘, 或 通 过 人 工 培 育 筛 选 前 者 有 鼠 疫 耶 氏 菌 低 毒 株, 后 者 如 牛 分 枝 杆 菌 在 人 工 培 养 基 上 经 13 年 230 次 移 种 后 获 得 的 卡 介 苗 (BCG) 活 疫 苗 接 种 后, 减 毒 或 无 毒 菌 仍 可 在 宿 主 体 内 有 一 定 的 生 长 繁 殖, 犹 如 轻 型 或 隐 性 感 染 一 般 只 需 接 种 一 次, 剂 量 较 小, 副 反 应 轻 微 或 无 ; 而 免 疫 效 果 优 于 死 疫 苗, 因 能 同 时 产 生 细 胞 免 疫 和 体 液 免 疫 两 种 应 答, 而 死 疫 苗 只 产 生 体 液 免 疫 应 答 ; 且 免 疫 较 持 久 活 疫 苗 若 以 自 然 感 染 途 径 接 种, 尚 有 SIgA 抗 体 的 局 部 粘 膜 免 疫 形 成 活 疫 苗 的 缺 点 是 需 冷 藏 保 存, 且 保 存 期 短, 但 此 不 足 可 用 冻 干 法 改 进 剂 型 来 克 服 类 毒 素 细 菌 外 毒 素 经 0.3%~0.4% 甲 醛 液 作 用 3~4 周 后, 毒 性 消 失 但 仍 保 持 免 疫 原 性 这 种 类 毒 素 中 加 入 适 量 磷 酸 铝 或 氢 氧 化 铝 等 吸 附 型 佐 剂, 就 成 为 精 致 吸 附 类 毒 素 它 们 在 机 体 内 吸 收 缓 慢 能 较 长 时 间 刺 激 机 体 以 增 强 免 疫 效 果 常 用 的 有 白 喉 破 伤 风 等 类 毒 素 儿 童 用 的 白 百 破 三 联 疫 苗 是 将 百 日 咳 鲍 特 菌 与 白 喉 破 伤 风 两 种 类 毒 素 混 合 而 成 优 点 是 不 仅 可 减 少 接 种 次 数, 且 百 日 咳 鲍 特 102

103 菌 尚 有 佐 剂 作 用, 能 增 强 白 喉 和 破 伤 风 类 毒 素 的 免 疫 效 果 亚 单 位 疫 苗 根 据 细 菌 抗 原 分 析, 查 明 不 同 致 病 菌 的 主 要 保 护 性 免 疫 原 存 在 的 组 分, 然 后 将 之 制 成 的 疫 苗 称 为 亚 单 位 疫 苗 例 如 肺 炎 链 球 菌 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 流 感 嗜 血 杆 菌 是 荚 膜 多 糖, 钩 端 螺 旋 体 是 外 膜 蛋 白 等 然 后 采 用 化 学 方 法 将 这 些 免 疫 原 物 质 予 以 抽 取 纯 化 ; 亦 可 通 过 基 因 工 程 生 产 荚 膜 多 糖 疫 苗 的 免 疫 原 性 较 弱, 需 加 用 佐 剂 ; 亦 可 与 破 伤 风 类 毒 素 等 结 合 成 偶 联 疫 苗 (conjugated vaccine), 以 增 强 多 糖 免 疫 原 的 应 答 反 应 DNA 重 组 疫 苗 通 过 DNA 重 组 技 术 制 备 所 需 的 疫 苗 例 如 福 氏 志 贺 菌 2a 株 与 大 肠 埃 希 菌 MH 株 的 杂 交 株 疫 苗, 带 有 宋 内 志 贺 菌 表 面 抗 原 质 粒 的 伤 寒 沙 门 菌 Ty21a 重 组 疫 苗 等 核 酸 疫 苗 或 称 DNA 疫 苗 基 因 疫 苗, 是 将 能 编 码 引 起 保 护 性 免 疫 应 答 的 病 原 体 免 疫 原 基 因 片 段 和 质 粒 载 体 直 接 注 射 入 宿 主 体 以 表 达 目 的 免 疫 原, 进 而 诱 出 保 护 性 体 液 抗 体 和 以 特 异 性 CTL 为 代 表 的 保 护 性 细 胞 免 疫 的 新 型 疫 苗 自 1993 年 初 次 报 道 流 感 病 毒 核 酸 疫 苗 以 来, 已 在 多 种 细 菌 病 毒 原 虫 等 病 原 体 中 研 制 核 酸 疫 苗, 并 均 获 得 可 喜 结 果 因 此, 核 酸 疫 苗 的 问 世 被 誉 为 疫 苗 学 中 的 一 次 革 命 核 酸 疫 苗 具 有 外 源 基 因 直 接 在 宿 主 体 细 胞 内 完 成 表 达 和 后 加 工, 能 完 整 的 保 留 产 物 的 天 然 结 构 和 免 疫 原 性 ; 能 同 时 诱 生 机 体 的 体 液 免 疫 和 细 胞 免 疫 ; 若 选 择 目 的 基 因 合 适, 可 诱 发 异 源 性 保 护 免 疫 ; 可 大 量 制 备, 且 成 本 低 廉 等 优 点 目 前, 学 者 们 对 核 酸 疫 苗 的 确 切 作 用 机 制, 以 及 接 种 人 体 的 安 全 性 等 问 题 正 在 继 续 深 入 研 究 之 中 治 疗 性 免 疫 近 年 许 多 临 床 试 验 表 明, 相 应 的 病 原 体 疫 苗 对 结 核 病 单 纯 疱 疹 乙 型 肝 炎 利 什 曼 病 等 慢 性 复 发 性 感 染 患 者 可 增 强 其 免 疫 应 答, 显 示 不 同 程 度 的 疗 效 这 主 要 是 疫 苗 可 与 药 物 起 协 同 作 用, 促 进 患 者 的 康 复 当 今, 有 不 少 研 究 机 构 和 生 产 单 位 正 从 事 这 一 新 领 域 的 开 拓 性 研 究 第 四 节 人 工 被 动 免 疫 当 宿 主 体 已 受 感 染, 采 用 人 工 主 动 免 疫 已 为 时 过 晚, 此 时 宜 行 人 工 被 动 免 疫 (artificial passive immunization) 人 工 被 动 免 疫 是 注 射 含 有 特 异 性 抗 体 的 免 疫 血 清 或 纯 化 免 疫 球 蛋 白 抗 体, 或 细 胞 因 子 等 细 胞 免 疫 制 剂, 使 机 体 即 刻 获 得 特 异 性 免 疫, 因 而 作 用 及 时 但 这 些 免 疫 物 质 不 是 病 人 自 己 产 生, 故 维 持 时 间 短 103

104 人 工 被 动 免 疫 主 要 用 于 治 疗 或 紧 急 预 防 ( 表 7 2) 表 7 2 两 种 人 工 免 疫 的 比 较 区 别 人 工 主 动 免 疫 人 工 被 动 免 疫 免 疫 物 质 抗 原 抗 体 或 细 胞 因 子 等 免 疫 出 现 时 间 慢,2~4 周 快, 立 即 免 疫 维 持 时 间 长, 数 月 ~ 数 年 短,2~3 周 主 要 用 途 预 防 治 疗 或 紧 急 预 防 抗 毒 素 一 般 用 细 菌 类 毒 素 或 外 毒 素 多 次 免 疫 马 匹, 待 马 匹 产 生 高 效 价 抗 毒 素 后 采 血, 分 离 出 血 清, 提 取 其 免 疫 球 蛋 白 精 制 成 抗 毒 素 制 剂 抗 毒 素 能 中 和 相 应 外 毒 素 目 前 我 国 的 白 喉 和 破 伤 风 的 抗 毒 素 均 用 马 来 制 造, 因 而 使 用 这 种 异 种 抗 毒 素 时 应 注 意 I 型 超 敏 反 应 问 题 抗 菌 血 清 过 去 曾 用 于 治 疗 的 抗 菌 血 清 有 抗 肺 炎 链 球 菌 鼠 疫 耶 氏 菌 炭 疽 芽 胞 杆 菌 百 日 咳 鲍 特 菌 等 免 疫 血 清 自 磺 胺 药 和 抗 生 素 等 抗 菌 药 物 问 世 后, 因 抗 菌 血 清 制 备 较 繁 菌 型 又 复 杂, 以 及 异 种 血 清 可 能 引 起 超 敏 反 应 等, 目 前 已 基 本 淘 汰 只 是 某 些 多 重 耐 药 菌, 例 如 铜 绿 假 单 胞 菌 感 染 时, 仍 可 考 虑 抗 菌 血 清 治 疗 胎 盘 球 蛋 白 丙 种 球 蛋 白 胎 盘 球 蛋 白 是 从 健 康 产 妇 的 胎 盘 和 婴 儿 脐 带 血 中 提 制 而 成, 主 要 含 有 丙 种 球 蛋 白 从 胎 盘 球 蛋 白 提 出 的 丙 种 球 蛋 白, 称 为 胎 盘 丙 种 球 蛋 白 ; 若 从 正 常 成 人 血 清 中 提 取 的 称 为 人 血 清 丙 种 球 蛋 白 因 大 多 成 人 经 历 常 见 消 化 道 和 呼 吸 道 传 播 致 病 菌 的 隐 性 感 染, 有 的 曾 患 过 某 些 传 染 病, 故 其 血 清 ( 或 胎 盘 ) 中 可 含 有 多 种 病 原 体 抗 体 这 种 制 剂 源 自 人 血 清 球 蛋 白, 对 病 人 虽 有 同 种 抗 原 问 题 存 在, 但 由 于 免 疫 原 性 较 弱, 一 般 不 会 发 生 超 敏 反 应 胎 盘 球 蛋 白 主 要 用 于 麻 疹 甲 型 肝 炎 脊 髓 灰 质 炎 等 病 毒 性 疾 病 的 紧 急 预 防, 也 可 治 疗 丙 种 球 蛋 白 缺 乏 症 患 者 以 预 防 常 见 致 病 菌 的 感 染 因 这 类 制 剂 不 是 专 门 制 备 针 对 某 一 特 定 病 原 体 的 特 异 抗 体, 故 其 免 疫 效 果 不 如 高 效 价 的 特 异 免 疫 球 蛋 白 抗 体 细 胞 免 疫 制 剂 参 与 细 胞 免 疫 的 有 关 细 胞 和 细 胞 因 子 较 多, 相 互 间 的 调 控 关 系 复 杂 因 此, 细 胞 免 疫 制 剂 在 抗 菌 感 染 免 疫 中 的 应 用 不 多 ; 而 主 要 试 用 于 一 些 病 毒 性 疾 病 和 肿 瘤 中, 例 如 转 移 因 子 (transfer factor,tf) 干 扰 素 IL-2 LAK 细 胞 (lymphokine-activated cell) 等 104

105 ( 陆 德 源 ) 第 8 章 球 菌 球 菌 (coccus) 是 细 菌 中 的 一 个 大 类 对 人 类 有 致 病 性 的 病 原 性 球 菌 (pathogenic coccus) 主 要 引 起 化 脓 性 炎 症, 故 又 称 为 化 脓 性 球 菌 (pyogenic coccus) 根 据 革 兰 染 色 性 的 不 同, 分 成 革 兰 阳 性 和 革 兰 阴 性 两 类 前 者 有 葡 萄 球 菌 链 球 菌 肺 炎 链 球 菌 等 ; 后 者 有 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 淋 病 奈 瑟 菌 等 第 一 节 葡 萄 球 菌 属 葡 萄 球 菌 属 (Staphylococcus) 的 细 菌 是 一 群 革 兰 阳 性 球 菌, 常 堆 聚 成 葡 萄 串 状 广 泛 分 布 于 自 然 界, 例 如 空 气 水 土 壤 物 品 以 及 人 和 动 物 的 皮 肤 及 与 外 界 相 通 的 腔 道 中 大 部 分 是 不 致 病 的 腐 物 寄 生 菌 有 些 人 的 皮 肤 和 鼻 咽 部 可 带 有 致 病 菌 株, 一 般 鼻 咽 部 带 菌 率 为 20%~50%, 医 务 人 员 的 带 菌 率 可 高 达 70% 以 上, 是 医 院 内 交 叉 感 染 的 重 要 传 染 源 葡 萄 球 菌 能 引 起 皮 肤 粘 膜 多 种 组 织 器 官 的 化 脓 性 炎 症, 是 最 常 见 的 化 脓 性 球 菌 此 外, 金 黄 色 葡 萄 球 菌 耐 药 菌 株 高 达 90% 以 上, 由 该 菌 所 致 的 败 血 症 或 脓 毒 血 症 仍 占 居 首 位 葡 萄 球 菌 有 的 菌 株 还 可 引 起 食 物 中 毒 烫 伤 样 皮 肤 综 合 征 毒 性 休 克 综 合 征 等 疾 病 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 球 形 或 略 呈 椭 圆 形 直 径 0.5~1.5µm, 平 均 0.8µm 典 型 的 葡 萄 球 菌 排 列 呈 葡 萄 串 状, 此 因 在 繁 殖 时 向 多 个 平 面 不 规 则 分 裂 所 致 ( 图 8-1) 固 体 培 养 基 上 生 长 的 细 菌 形 态, 一 般 常 呈 典 型 排 列 ; 在 脓 汁 或 液 体 培 养 基 中 生 长 者, 常 为 双 球 或 短 链 状 葡 萄 球 菌 无 鞭 毛, 无 芽 胞, 体 外 培 养 时 一 般 不 形 成 荚 膜 易 被 常 用 的 碱 性 染 料 着 色, 革 兰 染 色 为 阳 性 当 衰 老 死 亡 或 被 中 性 粒 细 胞 吞 噬 后 的 菌 体 常 转 为 革 兰 阴 性 图 8-1 培 养 特 性 营 养 要 求 不 高, 在 普 通 基 础 培 养 基 上 生 长 良 好 ; 在 含 有 血 液 或 葡 萄 糖 的 培 养 基 中, 生 长 更 为 繁 茂 兼 性 厌 氧 或 需 氧 最 适 生 长 温 度 为 37 最 适 ph 为 7.4 在 肉 汤 培 养 基 中 经 37 孵 育 24h, 呈 均 匀 混 浊 生 长, 管 底 稍 有 沉 淀 在 普 通 琼 脂 平 板 上 孵 育 24~48h 后, 形 成 圆 形 隆 起 表 面 光 滑 湿 润 边 缘 整 齐 不 透 明 的 菌 落 直 径 在 2mm 左 右 菌 落 因 种 不 同 而 出 现 金 黄 色 白 色 或 柠 檬 色 等 色 素 该 色 素 属 胡 萝 卜 素 类, 脂 溶 性, 故 培 养 基 不 着 染 在 血 琼 脂 平 板 上, 有 的 菌 株 菌 落 周 围 形 成 明 显 的 全 透 明 溶 血 环 (β 溶 血 ), 溶 血 菌 株 大 多 有 致 病 性 致 病 性 菌 株 在 20%~30% CO 2 的 气 体 中 孵 育, 产 生 毒 素 最 佳 生 化 反 应 触 酶 阳 性 多 数 菌 株 能 分 解 葡 萄 糖 麦 芽 糖 和 蔗 糖, 产 酸 不 产 气 致 病 株 能 分 解 甘 露 醇 抗 原 构 造 已 发 现 的 抗 原 在 30 种 以 上, 其 化 学 组 成 和 生 物 学 活 性 了 解 的 仅 少 数 105

106 1. 葡 萄 球 菌 A 蛋 白 (staphylococcal protein A, SPA) 存 在 于 菌 细 胞 壁 的 一 种 表 面 蛋 白 SPA 是 一 种 单 链 多 肽, 与 胞 壁 肽 聚 糖 呈 共 价 结 合 90% 以 上 的 金 黄 色 葡 萄 球 菌 菌 株 有 此 抗 原, 所 有 人 源 菌 株 均 有, 但 不 同 株 间 含 量 相 差 悬 殊 有 人 推 算 Cowan I 株 每 个 菌 表 面 可 有 个 SPA 分 子 SPA 可 与 人 类 IgG 1 IgG 2 和 IgG 4 的 Fc 段 非 特 异 性 结 合, 亦 能 同 豚 鼠 小 鼠 等 多 种 哺 乳 动 物 的 IgG Fc 段 结 合 ; 而 IgG 分 子 的 Fab 段 仍 能 同 相 应 抗 原 分 子 发 生 特 异 性 结 合 采 用 含 SPA 的 葡 萄 球 菌 作 为 载 体, 结 合 特 异 性 抗 体 后, 可 开 展 简 易 快 速 的 协 同 凝 集 试 验 (coagglutination), 广 泛 应 用 于 多 种 微 生 物 抗 原 的 检 出 SPA 与 IgG 结 合 后 的 复 合 物 具 有 抗 吞 噬 促 细 胞 分 裂 引 起 超 敏 反 应 损 伤 血 小 板 等 多 种 生 物 学 活 性 2. 荚 膜 宿 主 体 内 的 大 多 数 金 黄 色 葡 萄 球 菌 表 面 存 在 着 荚 膜 多 糖, 有 利 于 细 菌 粘 附 到 细 胞 或 生 物 合 成 材 料 表 面 ( 如 生 物 性 瓣 膜 导 管 人 工 关 节 等 ) 3. 多 糖 抗 原 具 有 群 特 异 性, 存 在 于 细 胞 壁 A 群 多 糖 抗 原 从 金 黄 色 葡 萄 球 菌 中 提 出, 化 学 组 成 为 磷 壁 酸 中 的 N- 乙 酰 葡 糖 胺 核 糖 醇 残 基 B 群 多 糖 抗 原 分 离 自 表 皮 葡 萄 球 菌, 化 学 组 成 是 磷 壁 酸 中 的 N- 乙 酰 葡 糖 胺 甘 油 残 基 分 类 根 据 DNA 的 相 关 性 程 度, 葡 萄 球 菌 属 可 分 为 32 种 若 根 据 色 素 生 化 反 应 等 不 同 表 型, 葡 萄 球 菌 可 分 为 金 黄 色 葡 萄 球 菌 (S. aureus) 表 皮 葡 萄 球 菌 (S. epidermidis) 和 腐 生 葡 萄 球 菌 (S. sarophyticus)3 种 其 中 金 黄 色 葡 萄 球 菌 多 为 致 病 菌, 表 皮 葡 萄 球 菌 偶 可 致 病, 腐 生 葡 萄 球 菌 一 般 不 致 病 此 外, 根 据 有 无 凝 固 酶, 也 可 将 葡 萄 球 菌 分 为 凝 固 酶 阳 性 菌 株 和 凝 固 酶 阴 性 菌 株 两 大 类 过 去 认 为 凝 固 酶 阳 性 株 有 致 病 性, 阴 性 株 不 致 病 ; 但 近 年 来 发 现 后 者 亦 可 致 病 三 种 葡 萄 球 菌 的 主 要 生 物 学 性 状 见 表 8-1 表 8-1 三 种 葡 萄 球 菌 的 主 要 性 状 性 状 金 黄 色 葡 萄 球 菌 表 皮 葡 萄 球 菌 腐 生 葡 萄 球 菌 菌 落 色 素 金 黄 色 白 色 白 色 或 柠 檬 色 凝 固 酶 葡 萄 糖 甘 露 醇 α 溶 血 素 耐 热 核 酸 酶 A 蛋 白 磷 壁 酸 类 型 核 糖 醇 型 甘 油 型 两 者 兼 有 噬 菌 体 分 型 多 数 能 不 能 不 能 致 病 性 强 弱 无 凝 固 酶 阳 性 的 葡 萄 球 菌 可 被 相 应 的 噬 菌 体 裂 解, 目 前 可 分 为 4 个 噬 菌 体 群 和 23 个 噬 菌 体 型 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 食 物 中 毒 主 要 由 III 群 菌 株 引 起 ;II 群 菌 株 耐 药 性 的 出 现 常 慢 于 I III 群 ;I 群 中 的 52 52A 型 菌 株 常 是 医 院 中 严 重 败 血 症 的 流 行 株 ; 产 生 表 皮 剥 脱 毒 素 的 主 要 属 于 噬 菌 体 II 群 71 型 菌 株 因 此, 葡 萄 球 菌 的 噬 菌 体 分 型 在 流 行 病 学 调 查 时 追 查 传 染 源 和 研 究 菌 型 与 疾 病 类 型 间 的 关 系 均 有 重 要 作 用 随 着 分 子 生 物 学 技 术 的 发 展, 出 现 了 DNA 分 析 的 遗 传 学 方 法 传 统 的 金 黄 色 葡 萄 球 菌 的 分 析 方 法 已 逐 步 被 DNA 基 因 型 方 法 取 代, 如 染 色 体 DNA 的 脉 冲 电 泳 分 型 法 随 意 引 物 PCR 法 等, 其 特 异 性 比 表 型 分 类 法 更 高 106

107 抵 抗 力 葡 萄 球 菌 对 外 界 因 素 的 抵 抗 力 强 于 其 他 无 芽 胞 菌 干 燥 脓 汁 痰 液 中 存 活 2~3 月 ; 加 热 60 1h 或 80 30min 才 被 杀 死 ;2% 石 炭 酸 中 15min 或 1% 升 汞 水 中 10min 死 亡 ; 耐 盐 性 强, 在 含 10%~15%NaCl 的 培 养 基 中 仍 能 生 长 同 其 他 革 兰 阳 性 菌 一 样, 对 碱 性 染 料 敏 感, 例 如 1:100000~ 的 龙 胆 紫 溶 液 可 抑 制 其 生 长 近 年 来 由 于 广 泛 应 用 抗 生 素, 耐 药 菌 株 迅 速 增 多, 尤 其 是 耐 甲 氧 西 林 金 黄 色 葡 萄 球 菌 (methicillin-resistant S.aureus, MRSA) 已 经 成 为 医 院 内 感 染 最 常 见 的 致 病 菌 二 致 病 性 致 病 物 质 金 黄 色 葡 萄 球 菌 产 生 的 毒 素 及 酶 最 多, 故 其 毒 力 最 强 表 皮 葡 萄 球 菌 则 较 少 较 弱, 一 般 不 致 病, 在 特 殊 情 况 下 可 成 为 条 件 致 病 菌 葡 萄 球 菌 的 毒 力 因 子 包 括 :1 酶 : 凝 固 酶 纤 维 蛋 白 溶 酶 耐 热 核 酸 酶 透 明 质 酸 酶 脂 酶 等 ;2 毒 素 : 细 胞 毒 素 (α β γ δ 杀 白 细 胞 素 ) 表 皮 剥 脱 毒 素 毒 性 休 克 综 合 征 毒 素 -1 肠 毒 素 等 ;3 其 他 : 粘 附 素 荚 膜 胞 壁 肽 聚 糖 等 1. 凝 固 酶 (coagulase) 是 能 使 含 有 枸 橼 酸 钠 或 肝 素 抗 凝 剂 的 人 或 兔 血 浆 发 生 凝 固 的 酶 类 物 质 致 病 株 大 多 数 能 产 生, 故 凝 固 酶 是 鉴 别 葡 萄 球 菌 有 无 致 病 性 的 重 要 指 标 凝 固 酶 有 两 种 : 一 种 是 分 泌 至 菌 体 外 的 蛋 白 质 称 为 游 离 凝 固 酶 (free coagulase) 作 用 类 似 凝 血 酶 原 物 质, 被 人 或 兔 血 浆 中 的 协 同 因 子 (cofactor) 激 活 为 凝 血 酶 样 物 质 后, 使 液 态 的 纤 维 蛋 白 原 变 成 固 态 的 纤 维 蛋 白, 从 而 血 浆 凝 固 另 一 种 结 合 于 菌 体 表 面 并 不 释 放, 称 为 结 合 凝 固 酶 (bound coagulase) 或 凝 聚 因 子 (clumping factor) 其 作 用 是 在 该 菌 株 的 表 面 有 纤 维 蛋 白 原 受 体, 当 菌 混 悬 于 人 或 兔 血 浆 时, 纤 维 蛋 白 原 与 菌 受 体 交 联 而 使 细 菌 凝 聚 游 离 凝 固 酶 采 用 试 管 法 检 测, 结 合 凝 固 酶 则 以 玻 片 法 测 定 凝 固 酶 耐 热, 粗 制 品 加 热 至 100 经 30min 或 高 压 灭 菌 后 仍 保 持 部 分 活 性 ; 但 易 被 蛋 白 酶 分 解 破 坏 凝 固 酶 和 葡 萄 球 菌 的 致 病 力 关 系 密 切 凝 固 酶 阳 性 株 进 入 机 体 后, 使 周 围 血 液 或 血 浆 中 的 纤 维 蛋 白 等 沉 积 于 菌 体 表 面, 阻 碍 体 内 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 ; 即 使 被 吞, 也 不 易 被 杀 死 同 时, 凝 固 酶 集 聚 在 细 菌 四 周, 亦 能 保 护 病 菌 不 受 血 清 中 杀 菌 物 质 的 破 坏 葡 萄 球 菌 引 起 的 感 染 易 于 局 限 化 和 形 成 血 栓, 也 与 凝 固 酶 的 生 成 有 关 2. 葡 萄 球 菌 溶 素 (staphylolysin) 致 病 性 葡 萄 球 菌 能 产 生 多 种 溶 素, 是 损 伤 细 胞 膜 的 毒 素 按 抗 原 性 不 同, 可 分 为 α β γ δ 等, 对 人 类 有 致 病 作 用 的 主 要 是 α 溶 素 α 溶 素 是 一 类 分 子 量 不 均 一 的 蛋 白 质, 分 子 量 21~50kDa 不 耐 热,65 30min 被 破 坏 生 物 学 活 性 较 广 泛, 对 多 种 哺 乳 动 物 红 细 胞 有 溶 血 作 用, 以 兔 红 细 胞 最 敏 感, 比 人 红 细 胞 高 约 100 倍 对 白 细 胞 血 小 板 肝 细 胞 成 纤 维 细 胞 血 管 平 滑 肌 细 胞 等 均 有 损 伤 作 用 给 兔 皮 下 注 射, 引 起 皮 肤 坏 死 ; 静 脉 注 射 则 导 致 死 亡 α 溶 素 是 一 种 外 毒 素, 具 有 良 好 的 抗 原 性 ; 经 甲 醛 液 脱 毒 后 可 制 成 类 毒 素 3. 杀 白 细 胞 素 (leukocidin) 大 多 致 病 性 葡 萄 球 菌 能 产 生 另 一 种 破 坏 白 细 胞 蛋 白 质 称 为 Panton-Valentine(PV) 杀 白 细 胞 素 PV 杀 白 细 胞 素 只 攻 击 中 性 粒 细 胞 和 巨 噬 细 胞, 其 作 用 部 位 主 要 在 白 细 胞 的 细 胞 膜 先 是 细 胞 膜 中 三 磷 酸 肌 醇 发 生 构 型 变 化, 膜 穿 孔 后 通 透 性 增 高, K + 丢 失 表 现 为 白 细 胞 运 动 能 力 丧 失, 胞 内 颗 粒 排 出, 细 胞 死 亡 按 PV 杀 白 细 胞 素 在 羧 甲 基 纤 维 素 柱 上 相 对 移 动 速 度 不 同, 分 为 快 (F) 和 慢 (S) 两 种 组 分 ; 当 两 者 各 自 单 独 存 在 时, 并 无 杀 伤 活 性, 必 须 协 同 才 有 作 用 PV 杀 白 细 胞 素 在 抵 抗 宿 主 吞 噬 细 胞, 增 强 病 菌 侵 107

108 袭 力 方 面 有 意 义 4. 肠 毒 素 (enterotoxin) 约 1/3 临 床 分 离 的 金 黄 色 葡 萄 球 菌 可 产 生 肠 毒 素 按 抗 原 性 和 等 电 点 不 同, 分 A B C 1 C 2 C 3 D E G 和 H 9 个 血 清 型, 均 能 引 起 急 性 胃 肠 炎 即 食 物 中 毒, 与 产 毒 菌 株 污 染 了 牛 奶 肉 类 等 食 物 有 关 以 A D 型 多 见,B C 型 次 之 同 一 菌 株 能 产 生 两 型 或 以 上 的 肠 毒 素, 但 常 以 一 种 类 型 的 毒 素 为 主 产 肠 毒 素 的 菌 株 常 是 凝 固 酶 阳 性 株, 不 过 耐 热 核 酸 酶 和 肠 毒 素 两 者 的 存 在 更 为 平 行 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 是 一 组 热 稳 定 的 单 纯 蛋 白 质, 分 子 量 26~30kDa 耐 热 min; 抵 抗 胃 肠 液 中 蛋 白 酶 的 水 解 作 用 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 对 人 的 中 毒 剂 量 报 道 不 一, 一 般 认 为 约 1µg/kg 其 作 用 机 制 可 能 是 到 达 中 枢 神 经 系 统 后 刺 激 呕 吐 中 枢 而 导 致 以 呕 吐 为 主 要 症 状 的 食 物 中 毒 此 外 它 还 具 有 超 抗 原 作 用 5. 表 皮 剥 脱 毒 素 (exfoliative toxin, exfoliatin) 也 称 表 皮 溶 解 毒 素 (epidemolytic toxin), 主 要 由 噬 菌 体 II 群 金 黄 色 葡 萄 球 菌 产 生 蛋 白 质 性 质, 分 子 量 24~33kDa, 等 电 点 为 7.0 具 有 抗 原 性, 可 被 甲 醛 液 脱 毒 成 类 毒 素 有 两 个 血 清 型 :A 型 耐 热,100 20min 不 被 破 坏, 40min 始 灭 活 ;B 型 不 耐 热,60 30min 即 破 坏 表 皮 剥 脱 毒 素 引 起 的 烫 伤 样 皮 肤 综 合 征 (staphylococcal scalded skin syndrome, SSSS), 又 称 剥 脱 性 皮 炎, 多 见 于 新 生 儿 幼 儿 和 免 疫 功 能 低 下 的 成 人 患 者 皮 肤 呈 弥 漫 性 红 斑 和 水 疱 形 成, 继 以 表 皮 上 层 大 片 脱 落, 受 损 部 位 的 炎 症 反 应 轻 微 6. 毒 性 休 克 综 合 征 毒 素 -1(toxic shock syndrome toxin 1, TSST-1) 由 噬 菌 体 I 群 金 黄 色 葡 萄 球 菌 产 生 的 一 类 蛋 白 质 TSST-1 可 引 起 机 体 发 热, 增 加 对 内 毒 素 的 敏 感 性 感 染 产 毒 菌 株 后 可 引 起 机 体 多 个 器 官 系 统 的 功 能 紊 乱 或 毒 性 休 克 综 合 征 (TSS) 过 去 TSS 多 见 于 使 用 月 经 阴 道 塞 的 妇 女, 但 近 年 来 发 现 许 多 病 例 与 月 经 无 关, 由 TSST-1 引 起 的 TSS 病 例 只 占 75% 左 右 据 此 有 学 者 认 为 TSST-1 不 是 引 起 TSS 的 唯 一 病 因, 革 兰 阴 性 杆 菌 内 毒 素 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 和 溶 血 素 等 与 TSS 的 发 病 也 有 密 切 的 关 系 TSST-1 的 蛋 白 质 密 码 序 列 长 度 为 585 个 碱 基 对 (194 个 氨 基 酸 ), 据 此 推 测 其 分 子 量 为 22049, 此 与 经 SDS-PAGE 测 定 的 TSST-1 分 子 量 极 为 接 近 TSST-1 经 木 瓜 蛋 白 酶 分 解, 可 产 生 分 子 量 分 别 为 和 9.7kDa 三 个 片 段 前 两 片 段 具 有 血 清 学 和 生 物 学 活 性, 后 一 片 段 无 活 性 从 临 床 分 离 的 金 黄 色 葡 萄 球 菌 菌 株, 仅 20% 左 右 能 产 生 TSST-1 遗 传 学 研 究 表 明 TSST-1 基 因 (tst) 位 于 染 色 体 上 7 其 他 (1) 纤 维 蛋 白 溶 酶 (fibrinolysin): 亦 称 葡 激 酶 (staphylokinase) 可 激 活 血 浆 中 的 纤 维 蛋 白 酶 原, 使 之 成 为 纤 维 蛋 白 酶, 导 致 血 浆 纤 维 蛋 白 的 溶 解, 利 于 病 菌 的 扩 散 (2) 耐 热 核 酸 酶 (heat-stable nuclease): 致 病 性 葡 萄 球 菌 能 产 生 该 酶 耐 热, 经 min 或 60 2h 不 被 破 坏 ; 能 较 强 的 降 解 DNA 和 RNA 目 前 临 床 上 已 将 耐 热 核 酸 酶 作 为 测 定 葡 萄 球 菌 有 无 致 病 性 的 重 要 指 标 之 一 (3) 透 明 质 酸 酶 (hyaluronidase): 亦 称 扩 散 因 子 (spreading factor), 能 溶 解 细 胞 间 质 中 的 透 明 质 酸, 利 于 细 菌 的 扩 散 90% 以 上 的 金 黄 色 葡 萄 球 菌 能 产 生 该 酶 (4) 脂 酶 (lipase): 绝 大 多 数 凝 固 酶 阳 性 葡 萄 球 菌 和 约 30% 凝 固 酶 阴 性 株 能 产 生 多 种 脂 酶, 它 们 分 解 血 浆 和 机 体 各 部 位 表 面 的 脂 肪 和 油 类 细 菌 藉 以 获 得 必 需 营 养 从 而 可 定 植 于 分 泌 脂 质 的 部 位, 故 脂 酶 的 产 生 对 细 菌 入 侵 皮 肤 和 皮 下 组 织 是 很 重 要 的 108

109 所 致 疾 病 有 侵 袭 性 和 毒 素 性 两 种 类 型 1. 侵 袭 性 疾 病 主 要 引 起 化 脓 性 炎 症 葡 萄 球 菌 可 通 过 多 种 途 径 侵 入 机 体, 导 致 皮 肤 或 器 官 的 感 染, 甚 至 败 血 症 (1) 局 部 感 染 : 主 要 由 金 黄 色 葡 萄 球 菌 引 起 的 皮 肤 软 组 织 感 染, 如 疖 痈 毛 囊 炎 蜂 窝 组 织 炎 伤 口 化 脓 等 此 外 还 可 引 起 气 管 炎 肺 炎 脓 胸 中 耳 炎 等 内 脏 器 官 感 染 (2) 全 身 感 染 : 如 败 血 症 脓 毒 血 症 等, 多 由 金 黄 色 葡 萄 球 菌 引 起, 新 生 儿 或 少 数 免 疫 功 能 低 下 者 可 由 表 皮 葡 萄 球 菌 引 起 2. 毒 素 性 疾 病 由 葡 萄 球 菌 产 生 的 有 关 外 毒 素 引 起 (1) 食 物 中 毒 : 进 食 含 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 食 物 后 1~6h 出 现 症 状, 先 有 恶 心 呕 吐 上 腹 痛, 继 以 腹 泻 呕 吐 最 为 突 出 大 多 数 病 人 于 1~2d 内 恢 复 (2) 假 膜 性 肠 炎 : 正 常 人 肠 道 内 有 少 数 金 黄 色 葡 萄 球 菌 寄 居 当 脆 弱 类 杆 菌 大 肠 埃 希 菌 等 优 势 菌 因 抗 菌 药 物 的 应 用 而 被 抑 制 或 杀 灭 后, 耐 药 的 葡 萄 球 菌 趁 机 繁 殖 产 生 肠 毒 素, 引 起 以 腹 泻 为 主 的 临 床 症 状 其 本 质 是 一 种 菌 群 失 调 性 肠 炎, 病 理 特 点 是 肠 粘 膜 被 一 层 炎 性 假 膜 所 覆 盖, 该 假 膜 系 由 炎 性 渗 出 物 肠 粘 膜 坏 死 块 和 细 菌 组 成 (3) 烫 伤 样 皮 肤 综 合 征 : 由 表 皮 剥 脱 毒 素 引 起 开 始 皮 肤 有 红 斑,1~2d 表 皮 起 皱 继 而 出 现 大 疱, 最 后 表 皮 上 层 脱 落 (4) 毒 性 休 克 综 合 征 : 主 要 由 TSST-1 引 起 主 要 表 现 为 急 性 高 热, 低 血 压 猩 红 热 样 皮 疹 伴 脱 屑, 严 重 时 出 现 休 克, 有 些 病 人 还 出 现 呕 吐 腹 泻 肌 痛 等 症 状 凝 固 酶 阴 性 葡 萄 球 菌 过 去 认 为 凝 固 酶 阴 性 的 葡 萄 球 菌 (coagulase negative staphylococcus, CNS) 不 致 病, 但 近 年 来 的 临 床 和 实 验 室 检 测 结 果 证 实 CNS 已 经 成 为 医 源 性 感 染 的 常 见 病 原 菌, 而 且 其 耐 药 菌 株 也 日 益 增 多, 给 临 床 诊 治 造 成 困 难, 引 起 了 临 床 微 生 物 学 工 作 者 的 关 注 凝 固 酶 阴 性 葡 萄 球 菌 除 表 皮 葡 萄 球 菌 和 腐 生 葡 萄 球 菌 外, 还 包 括 人 葡 萄 球 菌 (S.huminis) 溶 血 葡 萄 球 菌 (S.hemolyticus) 头 葡 萄 球 菌 (S.capitis) 等 十 余 种 此 外, 某 些 凝 固 酶 阳 性 的 葡 萄 球 菌 在 人 体 免 疫 功 能 的 作 用 下 或 在 抗 生 素 的 作 用 下, 也 可 以 转 变 成 为 CNS 或 凝 固 酶 弱 阳 性 的 葡 萄 球 菌, 但 在 体 外 放 置 数 d 后, 又 可 回 复 成 为 凝 固 酶 阳 性 葡 萄 球 菌 人 类 CNS 感 染 中 以 表 皮 葡 萄 球 菌 的 感 染 最 为 常 见, 该 菌 是 人 体 正 常 菌 群, 从 皮 肤 标 本 检 出 率 达 85%~100%, 鼻 口 腔 咽 喉 约 90% 当 机 体 免 疫 功 能 低 下 或 进 入 非 正 常 寄 居 部 位 时,CNS 可 引 起 多 种 感 染, 其 致 病 机 制 主 要 与 细 菌 胞 壁 外 的 粘 质 物 和 溶 血 素 (β 溶 血 素 δ 溶 血 素 ) 有 关, 前 者 在 细 菌 粘 附 抗 吞 噬 和 抵 抗 宿 主 的 免 疫 防 御 作 用 中 有 重 要 的 致 病 作 用 CNS 主 要 引 起 以 下 几 种 感 染 : 泌 尿 系 感 染 : 为 年 轻 妇 女 急 性 膀 胱 炎 的 主 要 致 病 菌, 尿 道 感 染 仅 次 于 大 肠 埃 希 菌 常 见 的 是 表 皮 葡 萄 球 菌 人 葡 萄 球 菌 和 溶 血 葡 萄 球 菌 使 用 器 械 检 查 尿 道 后 或 原 有 尿 道 疾 病 的 老 年 男 性 病 人 亦 易 发 生 这 类 膀 胱 炎 细 菌 性 心 内 膜 炎 : 因 心 瓣 膜 修 复 术 而 感 染, 主 要 为 表 皮 葡 萄 球 菌 败 血 症 : 凝 固 酶 阴 性 葡 萄 球 菌 引 起 的 败 血 症 仅 次 于 大 肠 埃 希 菌 和 金 黄 色 葡 萄 球 菌, 常 见 的 是 溶 血 葡 萄 球 菌 和 人 葡 萄 球 菌 此 外, 心 脏 起 搏 器 安 装 置 换 人 工 心 瓣 膜 长 期 腹 膜 透 析 静 脉 滴 注 等 亦 可 造 成 凝 固 酶 阴 性 葡 萄 球 菌 的 感 染 目 前 医 院 内 耐 甲 氧 西 林 的 表 皮 葡 萄 球 菌 感 染 已 成 为 瓣 膜 修 复 术 或 胸 外 科 手 术 中 的 严 重 问 题 109

110 三 免 疫 性 人 类 对 葡 萄 球 菌 有 一 定 的 天 然 免 疫 力 只 有 当 皮 肤 粘 膜 受 伤 后, 或 患 有 慢 性 消 耗 性 疾 病 如 结 核 糖 尿 病 肿 瘤 等 以 及 其 他 病 原 体 感 染 导 致 宿 主 免 疫 力 降 低 时, 才 易 引 起 葡 萄 球 菌 感 染 患 病 恢 复 后, 虽 能 获 得 一 定 的 免 疫 力, 但 不 强, 难 以 防 止 再 次 感 染 四 微 生 物 学 检 查 法 标 本 不 同 病 型 采 取 不 同 标 本 化 脓 性 病 灶 采 取 脓 汁 渗 出 液 ; 疑 为 败 血 症 采 取 血 液 ; 脑 膜 炎 采 取 脑 脊 液 ; 食 物 中 毒 则 分 别 采 集 剩 余 食 物 病 人 呕 吐 物 和 粪 便 等 直 接 涂 片 镜 检 取 标 本 涂 片, 革 兰 染 色 后 镜 检 一 般 根 据 细 菌 形 态 排 列 和 染 色 性 可 作 出 初 步 诊 断 分 离 培 养 和 鉴 定 将 标 本 接 种 至 血 琼 脂 平 板,37 孵 育 18~24h 后 挑 选 可 疑 菌 落 行 涂 片 染 色 镜 检 血 液 标 本 需 先 经 肉 汤 培 养 基 增 菌 后 再 接 种 血 琼 脂 平 板 致 病 性 葡 萄 球 菌 的 鉴 定 主 要 根 据 产 生 凝 固 酶 和 耐 热 核 酸 酶, 产 生 金 黄 色 色 素, 有 溶 血 性 发 酵 甘 露 醇 等 作 为 参 考 指 标 由 于 凝 固 酶 阴 性 株 有 时 亦 能 致 病, 在 最 后 判 定 时 应 结 合 临 床 病 症 进 一 步 的 型 别 鉴 定 可 以 采 用 细 菌 核 糖 体 基 因 分 型 法 (ribotyping), 质 粒 指 纹 图 谱 分 型 法 等 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 检 查 取 食 物 中 毒 患 者 的 呕 吐 物 粪 便 或 剩 余 食 物 作 细 菌 分 离 培 养 和 鉴 定 的 同 时, 接 种 至 肉 汤 培 养 基, 孵 育 后 取 滤 液 注 射 至 6~8 周 龄 的 幼 猫 腹 腔 若 在 注 射 后 4h 内 发 生 呕 吐 腹 泻 体 温 升 高 或 死 亡 等 现 象 者, 提 示 有 肠 毒 素 存 在 的 可 能 近 年 来, 采 用 免 疫 学 方 法 检 测 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 较 多, 其 中 以 ELISA 法 为 实 用 ELISA 法 可 检 出 ng 水 平 的 肠 毒 素, 且 能 在 30min 内 完 成 目 前 也 可 用 特 异 的 DNA 基 因 探 针 杂 交 技 术 检 测 葡 萄 球 菌 是 否 为 产 肠 毒 素 菌 株 五 防 治 原 则 注 意 个 人 卫 生 和 消 毒 隔 离, 以 防 止 医 源 性 感 染 皮 肤 有 创 伤 时 应 及 时 使 用 消 毒 药 物, 杀 死 或 制 止 侵 入 的 病 菌 繁 殖 皮 肤 有 化 脓 性 感 染 者, 尤 其 是 手 部, 未 治 愈 前 不 宜 从 事 食 品 制 作 或 饮 食 服 务 行 业 目 前 由 于 抗 生 素 的 广 泛 应 用, 耐 药 株 日 益 增 多 葡 萄 球 菌 耐 青 霉 素 G 者 高 达 90% 以 上, 因 此, 及 时 选 用 适 当 的 抗 生 素 和 相 应 的 剂 量 非 常 重 要, 必 须 根 据 药 物 敏 感 试 验 结 果, 选 用 敏 感 抗 菌 药 物 反 复 发 作 疖 病 的 患 者, 可 试 用 自 身 疫 苗 疗 法, 有 一 定 的 疗 效 自 身 疫 苗 系 从 病 人 自 体 分 出 的 葡 萄 球 菌, 培 养 于 琼 脂 斜 面 上, 用 无 菌 生 理 盐 水 洗 下, 置 60 水 浴 中 加 热 1h 杀 死 细 菌 然 后 将 菌 液 稀 释 至 5~10 亿 /ml, 加 防 腐 剂 即 成 治 疗 时, 第 一 次 皮 下 注 射 0.1ml, 每 隔 5~7d 注 射 1 次, 剂 量 递 增, 直 至 1ml 其 有 效 机 制 可 能 与 脱 敏 作 用 有 关 第 二 节 链 球 菌 属 链 球 菌 属 (Streptococcus) 细 菌 是 化 脓 性 球 菌 中 的 另 一 大 类 常 见 细 菌, 为 链 状 或 个 别 种 成 双 排 列 的 革 兰 阳 性 球 菌 广 泛 分 布 于 自 然 界 人 及 动 物 粪 便 和 健 康 人 鼻 咽 部, 大 多 数 不 致 110

111 病 链 球 菌 引 起 人 类 的 疾 病 主 要 有 各 种 化 脓 性 炎 症 猩 红 热 新 生 儿 败 血 症 细 菌 性 心 内 膜 炎 以 及 风 湿 热 肾 小 球 肾 炎 等 超 敏 反 应 性 疾 病 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 球 形 或 椭 圆 形, 直 径 0.6~1.0µm 呈 链 状 排 列, 长 短 不 一, 从 4~8 个 至 20~30 个 菌 细 胞 组 成 不 等 ( 图 8-2) 链 的 长 短 与 菌 种 和 生 长 环 境 有 关, 在 液 体 培 养 基 中 形 成 的 链 状 排 列 常 比 取 材 于 固 体 培 养 基 上 者 长 无 芽 胞 无 鞭 毛 多 数 菌 株 在 培 养 早 期 (2~4h) 形 成 透 明 质 酸 的 荚 膜, 随 着 培 养 时 间 的 延 长, 因 菌 自 身 产 生 的 透 明 质 酸 酶 而 使 荚 膜 消 失, 细 胞 壁 外 有 菌 毛 样 结 构, 含 型 特 异 的 M 蛋 白 图 8-2 链 球 菌 易 被 普 通 的 碱 性 染 料 着 色 自 病 灶 新 分 离 株 为 革 兰 染 色 阳 性, 若 培 养 日 久 的 老 龄 菌 或 被 中 性 粒 细 胞 吞 噬 后, 可 转 呈 革 兰 阴 性 培 养 特 性 大 多 兼 性 厌 氧, 少 数 菌 株 专 性 厌 氧 营 养 要 求 较 高, 普 通 培 养 基 上 生 长 不 良, 需 补 充 血 液 血 清 葡 萄 糖 等 最 适 生 长 温 度 为 37, 最 适 ph 为 7.4~7.6 在 血 清 肉 汤 中 易 形 成 长 链, 管 底 呈 絮 状 沉 淀 在 血 琼 脂 平 板 上, 形 成 灰 白 色 表 面 光 滑 边 缘 整 齐 直 径 0.5~0.75mm 的 细 小 菌 落 不 同 菌 株 溶 血 不 一 生 化 反 应 分 解 葡 萄 糖, 产 酸 不 产 气 对 乳 糖 甘 露 醇 水 杨 苷 山 梨 醇 的 分 解, 随 不 同 菌 株 而 异 链 球 菌 一 般 不 分 解 菊 糖, 不 被 胆 汁 溶 解, 这 两 特 性 可 用 来 鉴 别 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 和 肺 炎 链 球 菌 链 球 菌 与 葡 萄 球 菌 不 同, 不 产 生 触 酶 抗 原 构 造 链 球 菌 的 抗 原 构 造 较 复 杂 ( 图 8-3), 主 要 有 3 种 : 图 蛋 白 质 抗 原 或 称 表 面 抗 原 具 有 型 特 异 性, 位 于 C 抗 原 外 层 A 群 链 球 菌 有 M T R 和 S 不 同 性 质 的 蛋 白 质 抗 原, 与 致 病 性 有 关 的 是 M 抗 原 2. 多 糖 抗 原 或 称 C 抗 原 系 群 特 异 性 抗 原, 是 细 胞 壁 的 多 糖 组 分, 可 用 稀 盐 酸 等 提 取 3. 核 蛋 白 抗 原 或 称 P 抗 原 无 特 异 性, 各 种 链 球 菌 均 相 同, 并 与 葡 萄 球 菌 有 交 叉 分 类 链 球 菌 的 分 类, 常 用 下 列 两 种 方 法 1. 根 据 溶 血 现 象 分 类 链 球 菌 在 血 琼 脂 平 板 培 养 基 上 生 长 繁 殖 后, 按 产 生 溶 血 与 否 及 其 溶 血 现 象 分 为 3 类 (1) 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 (α-hemolytic streptococcus): 菌 落 周 围 有 1~2mm 宽 的 草 绿 色 溶 血 环, 称 甲 型 溶 血 或 α 溶 血, 因 而 这 类 菌 亦 称 草 绿 色 链 球 菌 (streptococcus viridans) α 溶 血 环 中 的 红 细 胞 并 未 完 全 溶 解 这 类 链 球 菌 多 为 条 件 致 病 菌 (2) 乙 型 溶 血 性 链 球 菌 (β-hemolytic streptococcus): 菌 落 周 围 形 成 一 个 2~4mm 宽 111

112 界 限 分 明 完 全 透 明 的 无 色 溶 血 环, 称 乙 型 溶 血 或 β 溶 血,β 溶 血 环 中 的 红 细 胞 完 全 溶 解, 因 而 这 类 菌 亦 称 为 溶 血 性 链 球 菌 (Streptococcus hemolyticus) 这 类 链 球 菌 致 病 力 强, 常 引 起 人 类 和 动 物 的 多 种 疾 病 (3) 丙 型 链 球 菌 (γ-streptococcus): 不 产 生 溶 血 素, 菌 落 周 围 无 溶 血 环, 因 而 亦 称 不 溶 血 性 链 球 菌 (Streptococcus non-hemolyticus) 一 般 不 致 病, 常 存 在 于 乳 类 和 粪 便 中 2. 根 据 抗 原 结 构 的 分 类 按 链 球 菌 细 胞 壁 中 多 糖 抗 原 不 同, 可 分 成 A B C D E F G H K L M N O P Q R S 和 T 群, 近 年 又 增 加 U V 群, 共 20 群 对 人 致 病 的 链 球 菌 菌 株,90% 左 右 属 A 群,B C D G 群 偶 见 同 群 链 球 菌 间, 因 表 面 蛋 白 质 抗 原 不 同, 又 分 若 干 型 例 如 A 群 根 据 其 M 抗 原 不 同, 可 分 成 约 80 个 型 ;B 群 分 4 个 型 和 C 群 分 13 个 型 等 链 球 菌 的 群 别 与 溶 血 性 间 无 平 行 关 系, 但 对 人 类 致 病 的 A 群 链 球 菌 多 数 呈 现 乙 型 溶 血 抵 抗 力 除 D 群 和 某 些 N 群 链 球 菌 能 耐 60 30min 外, 一 般 链 球 菌 均 可 被 55 杀 死 对 常 用 消 毒 剂 敏 感 在 干 燥 尘 埃 中 生 存 数 月 乙 型 链 球 菌 对 青 霉 素 红 霉 素, 四 环 素 和 磺 胺 药 都 很 敏 感 青 霉 素 是 链 球 菌 感 染 的 首 选 药 物, 极 少 有 耐 药 株 发 现 二 致 病 性 致 病 物 质 A 群 链 球 菌 也 称 化 脓 性 链 球 菌 (pyogenic streptococcus), 或 溶 血 性 链 球 菌, 是 人 类 细 菌 感 染 常 见 的 病 原 菌 之 一 有 较 强 的 侵 袭 力, 并 产 生 多 种 外 毒 素 和 胞 外 酶 致 病 物 质 中, 具 有 与 生 物 膜 高 度 亲 和 力 的 胞 壁 脂 磷 壁 酸 (LTA) 和 纤 维 粘 连 蛋 白 结 合 蛋 白 (FBP) 等 粘 附 素, 是 使 该 菌 能 定 植 在 机 体 皮 肤 和 呼 吸 道 粘 膜 等 表 面 的 主 要 侵 袭 因 素 当 侵 入 体 内 后, M 蛋 白 的 抗 吞 噬 作 用 甚 为 重 要 一 旦 病 菌 大 量 繁 殖, 链 球 菌 溶 血 素 致 热 外 毒 素 等 毒 性 物 质 以 及 透 明 质 酸 酶 链 激 酶 链 道 酶 等 侵 袭 性 物 质 造 成 机 体 的 多 种 病 变 1. 链 球 菌 溶 素 (streptolysin) 有 溶 解 红 细 胞 破 坏 白 细 胞 和 血 小 板 的 作 用 根 据 对 O 2 的 稳 定 性, 分 为 链 球 菌 溶 素 O(streptolysin O, SLO) 和 链 球 菌 溶 素 S(streptolysin S, SLS) 两 种 (1) SLO: 绝 大 多 数 A 群 链 球 菌 菌 株 和 许 多 C G 群 菌 株 能 产 生 SLO SLO 为 含 有 -SH 基 的 蛋 白 质, 分 子 量 50~70kDa SLO 对 O 2 敏 感, 遇 O 2 时,-SH 基 被 氧 化 为 -S-S- 基, 失 去 溶 血 活 性 若 加 入 亚 硫 酸 钠 或 半 胱 氨 酸 等 还 原 剂, 溶 血 作 用 可 以 逆 转 SLO 对 中 性 粒 细 胞 有 破 坏 作 用, 当 进 入 后 引 起 胞 内 溶 酶 体 的 释 放, 导 致 细 胞 死 亡 中 性 粒 细 胞 释 放 出 的 水 解 酶 类 还 可 破 坏 邻 近 组 织, 加 重 链 球 菌 的 感 染 SLO 对 哺 乳 动 物 的 血 小 板 巨 噬 细 胞 神 经 细 胞 等 也 有 毒 性 作 用 小 鼠 豚 鼠 或 家 兔 经 大 剂 量 SLO 注 射 后, 数 分 钟 内 动 物 死 亡, 此 因 SLO 对 心 肌 有 急 性 毒 性 作 用, 引 起 心 跳 骤 停 所 致 85%~90% 链 球 菌 感 染 的 患 者, 于 感 染 后 2~3 周 至 病 愈 后 数 月 到 1 年 内 可 检 出 SLO 抗 体 风 湿 热 病 人 中 的 血 清 SLO 抗 体 显 著 增 高, 活 动 性 病 例 升 高 更 为 显 著, 一 般 其 效 价 在 1:400 以 上 因 此, 测 定 SLO 抗 体 含 量, 可 作 为 链 球 菌 新 近 感 染 指 标 之 一 或 风 湿 热 及 其 活 动 性 的 辅 助 诊 断 (2) SLS: 多 数 A C G 群 及 有 些 其 他 群 链 球 菌 产 生 SLS 链 球 菌 在 血 琼 脂 平 板 上 菌 落 周 围 的 β 溶 血 环 是 由 这 种 对 O 2 稳 定 的 SLS 所 致 SLS 是 小 分 子 糖 肽, 无 免 疫 原 性 对 热 和 酸 敏 感, 不 易 保 存 SLS 溶 解 红 细 胞 慢 于 SLO 2. 致 热 外 毒 素 (pyrogenic exotoxin) 曾 称 红 疹 毒 素 (erythrogenic toxin) 或 猩 红 热 毒 素 (scarlet fever toxin), 是 人 类 猩 红 热 的 主 要 毒 性 物 质 由 A 群 链 球 菌 溶 原 菌 菌 株 产 生 蛋 112

113 白 质 性 质, 有 A B C 3 个 血 清 型, 分 子 量 分 别 为 8 17 和 13kDa 较 耐 热,96 45min 才 能 完 全 灭 活 链 球 菌 致 热 外 毒 素 (SPE) 具 有 以 下 作 用 : 对 兔 有 致 热 性 和 致 死 性, 采 用 静 脉 注 射 途 径 的 最 小 致 热 量 为 0.07µg/kg 和 LD 50 为 3500µg/kg; 使 兔 对 致 死 性 内 毒 素 休 克 的 敏 感 性 增 加 10 万 倍 左 右 ; 对 培 养 的 脾 细 胞 和 巨 噬 细 胞 有 毒 性 ; 能 改 变 血 脑 屏 障 通 透 性, 直 接 作 用 于 下 丘 脑 而 引 起 发 热 反 应 等 个 别 学 者 认 为, 链 球 菌 致 热 外 毒 素 有 时 也 可 导 致 毒 性 休 克 综 合 征 3. 透 明 质 酸 酶 又 名 扩 散 因 子 能 分 解 细 胞 间 质 的 透 明 质 酸, 使 病 菌 易 在 组 织 中 扩 散 4.M 蛋 白 是 A 群 链 球 菌 细 胞 壁 中 的 蛋 白 质 组 分, 有 近 100 种 血 清 型 含 M 蛋 白 的 链 球 菌 有 抗 吞 噬 和 抵 抗 吞 噬 细 胞 内 的 杀 菌 作 用 此 外,M 蛋 白 与 心 肌 肾 小 球 基 底 膜 有 共 同 的 抗 原, 可 刺 激 机 体 产 生 特 异 性 抗 体, 损 害 人 类 心 血 管 等 组 织, 故 与 某 些 超 敏 反 应 疾 病 有 关 5. 链 激 酶 (streptokinase; SK) 亦 称 链 球 菌 溶 纤 维 蛋 白 酶 (streptococcal fibrinolysin) 作 用 机 制 与 葡 激 酶 类 似, 能 使 血 液 中 纤 维 蛋 白 酶 原 变 成 纤 维 蛋 白 酶, 故 可 溶 解 血 块 或 阻 止 血 浆 凝 固, 有 利 于 病 菌 在 组 织 中 扩 散 链 激 酶 耐 热,100 50min 仍 保 持 活 性 国 内 研 究 的 重 组 链 激 酶 (r-sk), 用 于 治 疗 急 性 心 肌 梗 塞 患 者 十 分 有 效 6. 链 道 酶 (streptodornase; SD) 亦 称 链 球 菌 DNA 酶 (streptococcal deoxyribonuclease), 主 要 由 A C G 群 链 球 菌 产 生 能 降 解 脓 液 中 具 有 高 度 粘 稠 性 的 DNA, 使 脓 液 稀 薄, 促 进 病 菌 扩 散 由 于 SD 和 SK 能 致 敏 T 细 胞, 故 常 用 来 进 行 皮 肤 试 验, 通 过 迟 发 型 超 敏 反 应 原 理 测 定 受 试 者 的 细 胞 免 疫 功 能, 这 项 试 验 称 为 SK-SD 皮 试 此 外, 现 已 将 SK SD 制 成 酶 制 剂, 临 床 上 用 以 液 化 脓 性 渗 出 液 例 如 应 用 于 肺 炎 链 球 菌 所 致 的 脓 胸 等 疾 患, 使 脓 液 变 稀, 以 利 抗 菌 药 物 的 治 疗 7.F 蛋 白 (protein F) F 蛋 白 位 于 化 脓 性 链 球 菌 细 胞 壁 内, 其 结 合 区 暴 露 在 菌 体 表 面 F 蛋 白 具 有 纤 维 粘 连 蛋 白 (fibronectin) 的 受 体, 能 与 上 皮 细 胞 表 面 的 纤 维 粘 连 蛋 白 结 合, 使 得 链 球 菌 粘 附 到 上 皮 细 胞 表 面, 以 利 于 细 菌 在 宿 主 体 内 定 植 和 繁 殖 分 子 量 为 120kDa, 是 化 脓 性 链 球 菌 重 要 的 粘 附 素 之 一 超 抗 原 (superantigen) 1989 年 后,Janeway 等 在 研 究 细 菌 毒 素 致 病 机 制 时, 发 现 葡 萄 球 菌 肠 毒 素 刺 激 淋 巴 细 胞 增 殖 的 能 力 比 植 物 凝 集 素 高 的 特 点, 因 此 提 出 了 超 抗 原 的 概 念 超 抗 原 是 指 那 些 不 经 过 抗 原 递 呈 细 胞 的 处 理, 便 能 与 MHC II 类 分 子 结 合, 直 接 激 活 T 细 胞 增 殖, 使 其 能 释 放 细 胞 因 子 ( 如 IL-1,IL-2, TNF α 和 INF-γ 等 ) 的 抗 原 超 抗 原 具 有 类 似 丝 裂 原 的 作 用, 其 激 活 的 T 细 胞 数 量 约 为 普 通 抗 原 的 数 千 倍 对 人 致 病 的 革 兰 阳 性 金 黄 色 葡 萄 球 菌 产 生 的 肠 毒 素 A B C D E G 以 及 TSST-1,A 群 链 球 菌 产 生 的 SPE A 和 SPE C 都 具 有 超 抗 原 活 性, 是 一 组 分 子 量 为 22~66kDa 的 蛋 白 质 超 抗 原 除 具 有 毒 性 作 用 外, 还 有 与 免 疫 抑 制 和 自 身 免 疫 疾 病 等 有 关 的 多 种 生 物 学 意 义 所 致 疾 病 A 群 链 球 菌 引 起 的 疾 病 约 占 人 类 链 球 菌 感 染 的 90%, 其 感 染 源 为 病 人 和 带 菌 者 传 播 方 式 有 空 气 飞 沫 传 播 经 皮 肤 伤 口 感 染 和 经 污 染 食 品 传 播 等 途 径 链 球 菌 引 起 人 类 多 种 疾 患, 大 致 可 分 成 化 脓 性 中 毒 性 和 超 敏 反 应 性 三 类 属 于 化 脓 性 感 染 的 有 淋 巴 管 炎 淋 巴 结 炎 蜂 窝 组 织 炎 痈 脓 疱 疮 等 局 部 皮 肤 和 皮 下 组 织 感 染 ; 还 有 扁 桃 体 炎 咽 炎 咽 峡 炎 鼻 窦 炎 产 褥 感 染 中 耳 炎 乳 突 炎 等 其 他 系 统 的 感 染 属 于 中 毒 性 疾 病 的 有 猩 红 热 风 湿 热 和 急 性 肾 小 球 肾 炎 则 是 链 球 菌 性 超 敏 反 应 性 疾 病 B 群 链 球 菌 学 名 无 乳 链 球 菌 (S.agalactiae), 能 引 起 牛 乳 房 炎, 危 害 畜 牧 业 颇 甚, 故 早 为 兽 医 界 注 目 后 发 现 该 菌 也 能 感 染 人 类, 尤 其 是 新 生 儿 引 起 的 败 血 症 脑 膜 炎 肺 炎 等 死 亡 率 极 高, 且 可 有 神 经 系 统 113

114 后 遗 症, 这 样 又 被 医 学 界 所 重 视 鉴 于 该 菌 引 起 的 感 染 不 只 限 于 乳 房 炎, 其 细 胞 壁 中 多 糖 物 质 又 属 抗 原 构 造 分 类 中 的 B 群, 故 目 前 一 般 采 用 B 群 链 球 菌 (group B streptococcus, GBS) 来 替 代 无 乳 链 球 菌 原 名 GBS 正 常 寄 居 于 阴 道 和 直 肠, 带 菌 率 达 30% 左 右 健 康 人 的 鼻 咽 部 也 分 离 到 GBS 新 生 儿 感 染 同 母 体 带 菌 有 密 切 关 系, 当 分 娩 时 胎 儿 经 过 带 菌 产 道 时 受 染 ; 也 可 由 医 护 人 员 呼 吸 道 所 带 病 菌 而 引 起 新 生 儿 GBS 感 染 有 两 种 类 型 :1 早 期 发 病 的 暴 发 性 败 血 症 常 见 于 1 周 内 的 婴 儿, 具 有 败 血 症 的 一 般 表 现, 伴 呼 吸 窘 迫 约 1/3 病 儿 有 脑 膜 炎, 亦 称 新 生 儿 呼 吸 窘 迫 症 或 新 生 儿 休 克 综 合 征 病 情 凶 险,1~2d 死 亡, 死 亡 率 高 达 50%~70% 此 类 感 染 主 要 来 自 带 菌 的 产 妇,GBS 血 清 型 可 为 I II 或 III 型 2 晚 期 发 病 的 化 脓 性 脑 膜 炎 发 病 年 龄 1 周 ~3 月, 平 均 4 周 呼 吸 道 症 状 不 多 见, 多 伴 败 血 症 病 死 率 约 15%, 但 存 活 者 可 有 痴 呆 脑 积 水 等 后 遗 症 此 类 感 染 一 般 系 医 院 内 感 染, 菌 血 清 型 主 要 是 III 型 D 群 链 球 菌 主 要 有 牛 链 球 菌 (S.bovis) 和 马 肠 链 球 菌 (S.equimus) 菌 形 圆 或 椭 圆, 成 双 或 短 链 状 排 列 少 数 菌 株 有 荚 膜 和 大 多 数 链 球 菌 不 同, 营 养 要 求 低, 在 普 通 琼 脂 平 板 的 菌 落 较 大, 直 径 1~2mm 血 平 板 上 多 数 呈 α 溶 血 或 不 溶 血 能 在 10 或 45,pH9.6 或 含 6.5%NaCl 肉 汤 培 养 基 中 生 长, 并 能 耐 65 30min D 群 链 球 菌 正 常 寄 居 在 皮 肤 上 呼 吸 道 消 化 道 和 泌 尿 生 殖 道, 大 多 感 染 是 由 于 这 些 正 常 菌 群 的 侵 袭 引 起 感 染 有 尿 路 感 染, 化 脓 性 腹 部 感 染, 败 血 症 和 心 内 膜 炎 罹 患 者 多 为 老 年 人 或 中 青 年 女 性, 衰 弱 或 肿 瘤 病 人 对 D 群 链 球 菌 也 易 感 败 血 症 最 常 继 发 于 生 殖 泌 尿 道 感 染, 皮 肤 胆 道 肠 道 等 感 染 也 可 作 为 原 发 病 灶 近 用 DNA-DNA 杂 交 研 究, 发 现 过 去 被 划 分 为 D 群 链 球 菌 的 肠 球 菌 与 链 球 菌 属 同 源 程 度 低, 故 现 已 划 分 出 肠 球 菌 属 (Enterococcus), 包 括 18 个 种, 与 人 类 有 关 者 为 粪 肠 球 菌 (E.faecalis) 和 屎 肠 球 菌 (E.faecium) 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 或 称 草 绿 色 链 球 菌 常 成 双 或 短 链 状 排 列 血 平 板 上 呈 α 溶 血 常 寄 居 于 鼻 咽 口 腔 龈 隙 消 化 道 女 性 生 殖 道, 偶 见 于 皮 肤 对 人 类 致 病 的 有 变 形 链 球 菌 (S.mutans) 唾 液 链 球 菌 (S.salivarius) 米 勒 链 球 菌 (S.milleri) 轻 型 链 球 菌 (S.mitis) 和 血 链 球 菌 (S.sanguis) 五 个 型 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 是 感 染 性 心 内 膜 炎 最 常 见 的 致 病 菌, 也 可 成 为 脑 肝 和 腹 腔 内 感 染 的 病 原 菌 当 拔 牙 或 摘 除 扁 桃 体 时, 寄 居 在 口 腔 龈 隙 中 的 这 类 菌 可 侵 入 血 流 引 起 菌 血 症 一 般 情 况 下, 少 量 菌 很 快 为 肝 脾 淋 巴 结 和 骨 髓 中 的 吞 噬 细 胞 清 除 但 若 心 瓣 膜 有 病 损 或 人 工 瓣 膜 者, 细 菌 就 可 停 留 繁 殖, 引 起 心 内 膜 炎 龋 齿 是 一 种 常 见 病, 与 变 形 链 球 菌 关 系 密 切 该 菌 系 厌 氧 菌, 包 括 7 个 种 根 据 细 胞 壁 多 糖 抗 原 分 为 a b c d e f g 和 h 八 个 血 清 型 从 牙 菌 斑 和 龋 齿 病 变 中 分 离 出 的 以 C 型 最 多, 约 占 80% 其 致 病 机 制 认 为 该 菌 的 葡 糖 基 转 移 酶 (glucosyl transferase, GTF) 能 分 解 蔗 糖 使 其 产 生 高 分 子 量 粘 性 大 的 不 溶 性 葡 聚 糖, 藉 此 将 口 腔 中 数 量 众 多 的 菌 群 粘 附 于 牙 面 菌 斑 这 些 菌 群, 尤 其 是 其 中 的 乳 杆 菌 能 发 酵 多 种 糖 类 产 生 大 量 酸, 使 ph 降 达 4.5 左 右, 导 致 牙 釉 质 及 牙 质 脱 钙, 造 成 龋 损 三 免 疫 性 A 群 链 球 菌 感 染 后, 血 清 中 出 现 多 种 抗 体 抗 M 蛋 白 抗 体 于 链 球 菌 感 染 数 周 至 数 月 内 可 在 患 者 血 清 中 测 出, 一 般 存 在 1~2 年, 有 的 甚 至 长 达 10~30 年 动 物 实 验 和 流 行 病 学 调 查 均 证 实 特 异 蛋 白 抗 体 能 保 护 同 抗 原 型 链 球 菌 的 再 感 染, 主 要 是 增 强 吞 噬 细 胞 的 作 用 链 球 菌 因 其 型 别 多, 各 型 间 无 交 叉 免 疫 力, 故 常 可 反 复 感 染 不 同 型 M 蛋 白 均 可 诱 生 γ 干 扰 素, 藉 以 增 强 吞 噬 功 能 患 过 猩 红 热 后 可 产 生 同 型 的 致 热 外 毒 素 抗 体, 能 建 立 牢 固 的 同 型 抗 毒 素 114

115 免 疫 四 微 生 物 学 检 查 法 标 本 根 据 不 同 疾 病, 采 取 有 关 标 本 例 如 创 伤 感 染 的 脓 汁, 咽 喉 鼻 腔 等 病 灶 的 棉 拭, 败 血 症 的 血 液 等 风 湿 热 患 者 可 取 血 作 抗 链 球 菌 溶 血 素 O 的 抗 体 测 定 直 接 涂 片 镜 检 脓 汁 可 直 接 涂 片 行 革 兰 染 色 后 镜 检, 发 现 有 典 型 的 链 状 排 列 球 菌 时, 可 作 出 初 步 诊 断 分 离 培 养 与 鉴 定 脓 汁 或 棉 拭 直 接 接 种 在 血 琼 脂 平 板,37 孵 育 24h 后, 如 有 β 溶 血 菌 落, 应 与 葡 萄 球 菌 区 别 ;α 溶 血 菌 落, 要 和 肺 炎 链 球 菌 鉴 别 血 液 标 本 应 先 增 菌 后 再 划 种 血 平 板 遇 有 心 内 膜 炎 病 例, 因 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 生 长 缓 慢, 至 少 将 孵 育 时 间 延 长 至 3 周 才 能 判 定 结 果 血 清 学 试 验 抗 链 球 菌 溶 血 素 O 试 验 (antistreptolysin O test, ASO test), 简 称 抗 O 试 验, 常 用 于 风 湿 热 的 辅 助 诊 断 风 湿 热 患 者 血 清 中 抗 O 抗 体 比 正 常 人 显 著 增 高, 大 多 在 250 单 位 左 右 ; 活 动 性 风 湿 热 患 者 一 般 超 过 400 单 位 五 防 治 原 则 链 球 菌 感 染 主 要 通 过 飞 沫 传 播, 应 对 病 人 和 带 菌 者 及 时 治 疗, 以 减 少 传 染 源 此 外, 还 应 注 意 对 空 气 器 械 和 敷 料 等 消 毒 对 急 性 咽 峡 炎 和 扁 桃 体 炎 患 者, 尤 其 是 儿 童, 须 治 疗 彻 底, 以 防 止 急 性 肾 小 球 肾 炎 风 湿 热 以 及 亚 急 性 细 菌 性 心 内 膜 炎 的 发 生 A 群 链 球 菌 感 染 的 治 疗, 青 霉 素 G 为 首 选 药 物 预 防 感 冒, 避 免 链 球 菌 感 染, 对 减 少 风 湿 热 和 肾 小 球 肾 炎 等 超 敏 反 应 性 疾 病 的 发 生 有 较 好 效 果 第 三 节 肺 炎 链 球 菌 肺 炎 链 球 菌 (S.pneumoniae), 俗 称 肺 炎 链 球 菌 (pneumococcus) 经 常 寄 居 于 正 常 人 的 鼻 咽 腔 中, 多 数 不 致 病 或 致 病 力 弱, 仅 少 数 有 致 病 力, 是 细 菌 性 肺 炎 的 主 要 病 原 菌 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 革 兰 阳 性 球 菌, 菌 体 呈 矛 头 状, 多 成 双 排 列, 宽 端 相 对, 尖 端 向 外 ( 图 8-4) 在 痰 液 脓 汁 肺 组 织 病 变 中 亦 可 呈 单 个 或 短 链 状 无 鞭 毛 无 芽 胞 在 机 体 内 或 含 血 清 的 培 养 基 中 能 形 成 荚 膜, 荚 膜 需 特 殊 染 色 才 可 见 图 8-4 培 养 特 性 营 养 要 求 较 高, 在 含 有 血 液 或 血 清 的 培 养 基 中 才 能 生 长 兼 性 厌 氧 最 适 温 度 为 37, 最 适 ph 为 7.4~7.8 在 血 平 板 上 的 菌 落 细 小 灰 白 色 圆 形 略 扁 半 透 明, 有 草 绿 色 α 溶 血 环 与 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 很 相 似, 第 3 型 菌 落 较 大, 直 径 2~3mm, 粘 液 状, 此 因 该 型 菌 有 大 量 荚 膜 物 质 形 成 之 故 若 孵 育 时 间 >48h, 肺 炎 链 球 菌 产 生 足 量 的 自 溶 酶, 菌 115

116 体 渐 溶 解, 菌 落 中 央 下 陷 呈 脐 状 在 血 清 肉 汤 中 孵 育, 初 期 呈 混 浊 生 长, 稍 久 亦 因 菌 自 溶 而 使 培 养 液 渐 变 澄 清 自 溶 酶 是 一 种 L- 丙 氨 酸 -N- 乙 酰 胞 壁 酰 胺 酶, 能 切 断 肽 聚 糖 上 L- 丙 氨 酸 与 N- 乙 酰 胞 壁 酸 间 的 连 接 键, 从 而 破 坏 细 胞 壁, 使 菌 溶 解 自 溶 酶 在 菌 生 长 的 稳 定 期 被 激 活, 也 可 被 胆 汁 或 胆 盐 等 活 性 物 质 激 活, 从 而 促 进 培 养 物 中 的 菌 体 溶 解 生 化 反 应 肺 炎 链 球 菌 对 葡 萄 糖 麦 芽 糖 乳 糖 蔗 糖 等 分 解, 产 酸 不 产 气 对 菊 糖 发 酵 反 应 不 一, 大 多 数 新 分 离 株 为 阳 性, 故 菊 糖 在 鉴 别 肺 炎 链 球 菌 与 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 时 仅 有 参 考 价 值 可 靠 的 鉴 别 法 是 胆 汁 溶 菌 试 验 加 牛 猪 兔 等 新 鲜 胆 汁 或 10% 去 氧 胆 酸 钠 2% 牛 磺 胆 酸 钠 至 菌 液, 置 室 温 或 37, 在 5~10min 出 现 细 菌 溶 解 培 养 液 变 清 者 为 肺 炎 链 球 菌 自 溶 酶 不 耐 热,65 30min 被 破 坏, 即 使 再 加 入 胆 汁, 菌 亦 不 会 溶 解 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 的 胆 汁 溶 菌 试 验 为 阴 性 抗 原 构 造 与 分 型 1. 荚 膜 多 糖 抗 原 根 据 抗 原 不 同, 肺 炎 链 球 菌 可 区 分 为 84 个 血 清 型, 分 别 以 表 示 之, 个 别 型 还 可 分 成 不 同 的 亚 型, 如 7A 7B 7C 和 7D 亚 型 其 中 有 20 多 个 型 可 引 起 疾 病 某 些 肺 炎 链 球 菌 血 清 型 之 间, 或 个 别 型 与 其 他 细 菌 间 可 有 交 叉 反 应 例 如 肺 炎 链 球 菌 3 型 与 8 型 间,3 型 8 型 与 大 肠 埃 希 菌 K87 抗 原 间,6 型 16 型 18 型 22 型 与 N 群 链 球 菌 磷 壁 酸 抗 原 间,10 型 与 克 雷 伯 菌 K1 及 2 型 与 K2 K4 和 K8 间 都 有 共 同 抗 原 存 在 此 外, 肺 炎 链 球 菌 14 型 与 人 类 A 型 血 型 抗 原 亦 有 交 叉 反 应 2. 菌 体 抗 原 (1)C 多 糖 : 一 种 特 异 性 多 糖, 存 在 于 肺 炎 链 球 菌 胞 壁 中, 为 各 型 菌 株 所 共 有 与 其 他 链 球 菌 的 群 特 异 性 C 多 糖 结 构 类 似, 但 抗 原 性 不 同 在 Ca 2+ 存 在 时, 肺 炎 链 球 菌 C 多 糖 可 为 血 清 中 一 种 称 为 C 反 应 蛋 白 (C reactive protein; CRP) 的 β 球 蛋 白 所 沉 淀 CRP 不 是 抗 体, 正 常 人 血 清 中 只 含 微 量, 急 性 炎 症 患 者 含 量 剧 增, 故 用 C 多 糖 来 测 定 CRP, 对 活 动 性 风 湿 热 等 诊 断 有 一 定 意 义 经 体 外 研 究 表 明,CRP 与 肺 炎 链 球 菌 多 糖 结 合 能 激 活 补 体, 并 增 强 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 功 能 (2)M 蛋 白 : 型 特 异 抗 原, 类 似 A 群 链 球 菌 的 M 蛋 白, 但 抗 原 性 不 同 肺 炎 链 球 菌 M 蛋 白 与 菌 毒 力 无 关 抵 抗 力 对 多 数 理 化 因 素 抵 抗 力 较 弱 对 一 般 消 毒 剂 敏 感, 在 3% 石 炭 酸 或 0.1% 升 汞 溶 液 中 1~2min 即 死 亡, 对 肥 皂 也 很 敏 感 有 荚 膜 株 抗 干 燥 力 较 强, 在 干 痰 中 可 存 活 1~2 月 二 致 病 性 致 病 物 质 1. 荚 膜 有 抗 吞 噬 作 用, 是 肺 炎 链 球 菌 的 主 要 侵 袭 力 当 有 荚 膜 的 光 滑 (S) 型 菌 失 去 荚 膜 成 为 粗 糙 (R) 型 时, 其 毒 力 减 低 或 消 失 2. 肺 炎 链 球 菌 溶 素 O(pneumolysin O) 对 O 2 敏 感, 性 质 类 似 A 群 链 球 菌 的 SLO 能 溶 解 羊 豚 鼠 和 人 的 红 细 胞 此 外, 还 能 抑 制 淋 巴 细 胞 的 增 殖, 抑 制 中 性 粒 细 胞 的 趋 化 作 用 及 其 吞 噬 作 用 等 3. 磷 壁 酸 和 脂 磷 壁 酸 存 在 细 胞 壁 表 面, 分 子 量 为 37kDa 在 肺 炎 链 球 菌 粘 附 到 肺 上 皮 细 胞 或 血 管 内 皮 细 胞 表 面 起 重 要 作 用 4. 神 经 氨 酸 酶 在 新 分 离 株 中 发 现 有 该 酶, 能 分 解 细 胞 膜 糖 蛋 白 和 糖 脂 的 N- 乙 酰 神 经 氨 酸, 可 能 对 肺 炎 链 球 菌 能 在 鼻 咽 部 和 支 气 管 粘 膜 上 定 植 繁 殖 和 扩 散 有 关 116

117 所 致 疾 病 肺 炎 链 球 菌 主 要 引 起 人 类 大 叶 性 肺 炎 成 人 中 75% 由 和 19 型 等 十 个 型 引 起, 其 中 半 数 以 上 属 型 3 型 肺 炎 链 球 菌 能 产 生 大 量 荚 膜 物 质, 毒 力 强, 病 死 率 高 儿 童 的 大 叶 性 肺 炎 大 多 是 和 19 型 所 致, 其 中 以 第 14 型 最 常 见 肺 炎 后 可 继 发 胸 膜 炎 脓 胸, 也 可 引 起 中 耳 炎 乳 突 炎 副 鼻 窦 炎 脑 膜 炎 和 败 血 症 等 肺 炎 链 球 菌 在 正 常 人 的 口 腔 及 鼻 咽 部 经 常 存 在, 一 般 不 致 病, 只 形 成 带 菌 状 态 当 机 体 免 疫 力 下 降 时 才 致 病 尤 其 在 呼 吸 道 病 毒 感 染 后 或 婴 幼 儿 老 年 体 弱 者 易 发 生 肺 炎 链 球 菌 性 肺 部 感 染 三 免 疫 性 肺 炎 链 球 菌 感 染 后, 可 以 建 立 较 牢 固 的 型 特 异 性 免 疫, 故 同 型 病 菌 的 二 次 感 染 少 见 其 免 疫 机 制 主 要 是 产 生 荚 膜 多 糖 型 特 异 抗 体, 这 种 抗 体 在 发 病 后 5~6d 就 可 形 成 抗 体 起 调 理 作 用, 增 强 吞 噬 功 能 1 4 和 25 型 荚 膜 多 糖 尚 能 直 接 激 活 补 体 旁 路 途 径, 这 在 特 异 性 抗 体 未 产 生 前, 对 入 侵 病 菌 的 杀 灭 更 具 重 要 意 义 四 微 生 物 学 检 查 法 标 本 根 据 病 种, 采 取 痰 液 脓 汁 血 液 或 脑 脊 液 等 直 接 涂 片 镜 检 痰 脓 或 脑 脊 液 沉 淀 物, 可 作 涂 片 并 革 兰 染 色 后 镜 检 如 发 现 典 型 的 革 兰 阳 性 具 有 荚 膜 的 双 球 菌 存 在, 即 可 作 初 步 诊 断 分 离 培 养 与 鉴 定 痰 或 脓 液 直 接 划 种 于 血 琼 脂 平 板 上,37 孵 育 24h 后, 挑 取 α 溶 血 的 可 疑 菌 落 作 鉴 定 血 液 或 脑 脊 液 须 先 经 血 清 肉 汤 增 菌, 然 后 再 在 血 平 板 上 行 分 离 培 养 肺 炎 链 球 菌 的 鉴 定, 主 要 应 与 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 鉴 别 其 中 以 胆 汁 溶 菌 试 验 菊 糖 发 酵 和 奥 普 托 辛 (optochin; ethyl hydrocupreine dihydrochloride) 试 验 最 为 常 用 必 要 时 可 作 小 鼠 毒 力 试 验 加 以 鉴 别 在 上 述 试 验 中, 肺 炎 链 球 菌 均 应 阳 性, 而 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 为 阴 性 Optochin 敏 感 试 验 方 法 似 药 敏 将 待 试 菌 涂 布 于 血 琼 脂 平 板 表 面 ; 取 直 径 6mm 无 菌 滤 纸 圆 片 在 1:2000 optochin 溶 液 中 浸 湿, 置 于 平 板 涂 菌 处 37 48h 后 观 察 抑 菌 圈 大 小, 肺 炎 链 球 菌 的 抑 制 圈 直 径 常 在 20mm 以 上, 甲 型 溶 血 性 链 球 菌 ( 约 98%) 小 于 12mm 动 物 试 验 小 鼠 对 肺 炎 链 球 菌 高 度 易 感 少 量 具 有 毒 力 的 肺 炎 链 球 菌 注 入 小 鼠 腹 腔 内, 一 般 24h 内 死 亡 此 亦 可 用 于 有 杂 菌 污 染 严 重 的 标 本, 待 鼠 濒 死 剖 检 后, 取 心 血 或 腹 腔 液 常 可 分 离 得 肺 炎 链 球 菌 纯 培 养 若 为 甲 型 溶 血 性 链 球 菌, 小 鼠 并 不 死 亡 五 防 治 原 则 近 年 来, 国 外 研 制 多 价 肺 炎 链 球 菌 荚 膜 多 糖 疫 苗 以 预 防 儿 童 老 人 和 慢 性 病 患 者 等 肺 炎 链 球 菌 性 肺 炎 败 血 症 脑 膜 炎 等, 有 较 好 效 果 开 初 使 用 A 7F 8 9N 12F 14 18C 19F 23F 和 25 等 14 价 多 糖 菌 疫 苗, 在 儿 童 和 成 人 中 使 用, 可 预 防 或 减 轻 由 于 各 型 肺 炎 链 球 菌 所 致 感 染 的 85%~90% 1983 年 起, 为 使 预 防 的 覆 盖 面 更 广, 这 种 多 价 疫 苗 的 肺 炎 链 球 菌 菌 型 增 加 至 23 个 型 别 人 群 感 染 的 肺 炎 链 球 菌 菌 型 在 不 断 变 迁, 而 且 肺 炎 链 球 菌 耐 药 菌 株 日 益 增 多, 因 此 要 加 强 肺 炎 链 球 菌 菌 型 的 监 测, 在 治 疗 前 作 常 规 药 物 敏 感 试 验 117

118 第 四 节 奈 瑟 菌 属 奈 瑟 菌 属 (Neisseria) 是 一 群 革 兰 阴 性 双 球 菌 无 鞭 毛 无 芽 胞 有 菌 毛 需 氧, 具 有 氧 化 酶 和 触 酶 奈 瑟 菌 属 有 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 (N.meningitidis) 淋 病 奈 瑟 菌 (N. gonorrhoeae) 干 燥 奈 瑟 菌 (N. sicca) 浅 黄 奈 瑟 菌 (N. subflava) 金 黄 奈 瑟 菌 (N. flavescens) 粘 膜 奈 瑟 菌 (N. mucosa) 等 人 类 是 奈 瑟 菌 属 细 菌 的 自 然 宿 主, 对 人 致 病 的 只 有 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 和 淋 病 奈 瑟 菌 除 淋 病 奈 瑟 菌 寄 居 于 尿 道 粘 膜 外, 其 他 奈 瑟 菌 均 存 在 于 鼻 咽 腔 粘 膜 一 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 俗 称 脑 膜 炎 球 菌 (meningococcus), 是 流 行 性 脑 脊 膜 炎 ( 流 脑 ) 的 病 原 菌 ( 一 ) 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 肾 形 或 豆 形 革 兰 阴 性 双 球 菌, 两 菌 接 触 面 平 坦 或 略 向 内 陷, 直 径 0.6~0.8µm 人 工 培 养 后 可 成 卵 圆 形 或 球 状, 排 列 较 不 规 则, 单 个 成 双 或 4 个 相 联 等 在 孵 育 24h 后 的 培 养 物 中, 常 呈 现 衰 退 形 态, 菌 体 大 小 较 不 一 致, 着 色 亦 深 浅 不 匀 在 患 者 脑 脊 液 中, 多 位 于 中 性 粒 细 胞 内, 形 态 典 型 ( 图 8-5) 新 分 离 菌 株 大 多 有 荚 膜 和 菌 毛 图 8-5 培 养 特 性 营 养 要 求 较 高, 需 在 含 有 血 清 血 液 等 培 养 基 中 方 能 生 长 最 常 用 的 是 经 80 以 上 加 温 的 血 琼 脂 平 板 ; 由 于 血 液 经 热 变 色 似 巧 克 力, 故 名 巧 克 力 ( 色 ) 培 养 基 专 性 需 氧,5% CO 2 条 件 下 生 长 更 佳 最 适 生 长 温 度 为 37, 低 于 30 不 生 长 最 适 ph 为 7.4~ 孵 育 24h 后, 形 成 直 径 1.0~1.5mm 的 无 色 圆 形 光 滑 透 明, 似 露 滴 状 的 菌 落 在 血 琼 脂 平 板 上 不 溶 血 在 血 清 肉 汤 中 呈 混 浊 生 长 产 生 自 溶 酶, 人 工 培 养 物 如 不 及 时 转 种, 超 过 48h 常 死 亡 自 溶 酶 经 60 30min 或 甲 醛 液 处 理 均 可 使 之 破 坏 生 化 反 应 大 多 数 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 分 解 葡 萄 糖 和 麦 芽 糖, 产 酸 不 产 气 抗 原 构 造 与 分 类 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 的 主 要 组 分 有 四 种 1. 荚 膜 多 糖 群 特 异 性 抗 原 目 前 国 外 已 分 成 A B C D X Y Z 29E W135 和 L 等 10 个 血 清 群 我 国 建 立 了 H I K 三 个 新 血 清 群, 故 总 计 13 个 血 清 群, 其 中 以 C 群 致 病 力 最 强 2. 外 膜 蛋 白 型 特 异 性 抗 原 根 据 菌 外 膜 蛋 白 组 分 不 同, 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 各 血 清 群 又 可 分 为 若 干 血 清 型 但 A 群 除 外, 其 所 有 菌 株 的 外 膜 蛋 白 相 同 3. 脂 多 糖 抗 原 与 大 肠 埃 希 菌 间 有 交 叉 反 应 4. 核 蛋 白 抗 原 无 特 异 性, 与 肺 炎 链 球 菌 者 相 同 抵 抗 力 对 理 化 因 素 的 抵 抗 力 很 弱 对 干 燥 热 力 消 毒 剂 等 均 敏 感 在 室 温 中 3h 即 死 亡 ;55 5min 内 被 破 坏 1% 石 炭 酸 75% 乙 醇 或 0.1% 新 洁 尔 灭 均 可 迅 速 使 之 死 亡 ( 二 ) 致 病 性 致 病 物 质 新 分 离 的 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 具 有 荚 膜 和 菌 毛 荚 膜 能 抗 吞 噬 作 用, 菌 毛 可 粘 附 至 118

119 咽 部 粘 膜 上 皮 细 胞 表 面, 利 于 进 一 步 侵 入 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 的 主 要 致 病 物 质 是 内 毒 素 病 菌 侵 入 机 体 繁 殖 后, 因 自 溶 或 死 亡 而 释 放 出 内 毒 素 内 毒 素 作 用 于 小 血 管 和 毛 细 血 管, 引 起 坏 死 出 血, 故 出 现 皮 肤 瘀 斑 和 微 循 环 障 碍 严 重 败 血 症 时, 因 大 量 内 毒 素 释 放 可 造 成 DIC 及 中 毒 性 休 克 所 致 疾 病 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 是 流 脑 的 病 原 菌 目 前 我 国 流 行 的 血 清 群,95% 以 上 是 A 群 近 年 亦 发 现 B 群 病 例, 虽 为 散 发 性, 但 病 情 重, 死 亡 率 高 此 外, 尚 有 少 数 是 C 群 菌 株 病 菌 主 要 经 飞 沫 侵 入 人 体 的 鼻 咽 部 按 病 菌 毒 力 数 量 和 机 体 免 疫 力 高 低, 流 脑 病 情 复 杂 多 变 轻 重 不 一 一 般 表 现 为 3 种 临 床 类 型, 即 普 通 型 暴 发 型 和 慢 性 败 血 症 型 潜 伏 期 2~3d, 长 者 可 达 10d 普 通 型 占 90% 左 右 先 有 上 呼 吸 道 炎 症, 继 而 病 菌 从 鼻 咽 部 粘 膜 进 入 血 流, 到 达 脑 脊 髓 膜, 产 生 化 脓 性 炎 症 暴 发 型 只 见 于 少 数 病 人, 起 病 急 剧 凶 险, 若 不 及 时 抢 救, 常 于 24h 内 危 及 生 命 慢 性 败 血 症 不 多 见, 成 人 患 者 较 多, 病 程 可 迁 延 数 日 普 通 型 和 暴 发 型 以 儿 童 罹 患 为 主 ( 三 ) 免 疫 性 机 体 对 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 的 免 疫 性 以 体 液 免 疫 为 主 群 特 异 多 糖 抗 体 和 型 特 异 外 膜 蛋 白 抗 体 在 补 体 存 在 下 能 杀 伤 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 特 异 性 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 抗 体 的 来 源 除 患 病 和 免 疫 接 种 外, 尚 可 因 带 菌 状 态 正 常 寄 居 于 鼻 咽 部 的 不 致 病 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 间 的 交 叉 抗 原 而 获 得 一 定 的 免 疫 性 儿 童 因 免 疫 力 弱, 发 病 率 较 高 ( 四 ) 微 生 物 学 检 查 法 标 本 采 取 病 人 的 脑 脊 液 血 液 或 刺 破 出 血 瘀 斑 取 其 渗 出 物 带 菌 者 检 查 可 取 鼻 咽 拭 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 对 低 温 和 干 燥 极 敏 感, 故 标 本 采 取 后 应 注 意 保 暖 保 湿 并 立 即 送 检 接 种 的 培 养 基 宜 预 温, 以 免 病 菌 死 亡, 影 响 检 出 率 最 好 是 床 边 接 种 直 接 涂 片 镜 检 1. 脑 脊 液 经 离 心 沉 淀 后, 取 沉 淀 物 涂 片, 革 兰 染 色 或 美 蓝 染 色 后 镜 检, 如 在 中 性 粒 细 胞 内 外 有 革 兰 阴 性 双 球 菌, 可 作 出 初 步 诊 断 2. 出 血 瘀 斑 碘 酊 乙 醇 消 毒 病 变 皮 肤, 用 无 菌 针 头 挑 破 出 血 瘀 斑, 挤 出 少 量 血 液 或 组 织 液, 制 成 印 片, 干 燥 后 革 兰 染 色 阳 性 率 在 80% 左 右 分 离 培 养 与 鉴 定 血 液 或 脑 脊 液 先 接 种 至 血 清 肉 汤 培 养 基 增 菌 后, 再 在 巧 克 力 ( 色 ) 平 板 上 行 划 线 分 离 平 板 置 于 含 5% CO 2 的 环 境 中 孵 育 挑 取 可 疑 菌 落 涂 片 染 色 检 查, 并 作 生 化 反 应 和 玻 片 凝 集 试 验 鉴 定 快 速 诊 断 法 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 易 自 溶, 病 人 脑 脊 液 和 血 清 中 可 有 其 可 溶 性 抗 原 存 在 应 用 血 清 学 原 理, 可 用 已 知 群 抗 体 快 速 检 测 相 应 抗 原 的 有 无 1. 对 流 免 疫 电 泳 一 般 1h 内 即 可 得 结 果 本 法 较 常 规 培 养 法 敏 感, 特 异 性 也 高 ; 且 经 治 疗 的 患 者 也 可 用 此 来 协 助 诊 断 2.SPA 协 同 凝 集 试 验 先 用 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 IgG 抗 体 标 记 Cowan I 葡 萄 球 菌, 然 后 加 入 待 测 血 清 或 脑 脊 液, 若 标 本 中 含 有 相 应 可 溶 性 抗 原, 则 可 见 葡 萄 球 菌 聚 集 在 一 起 的 凝 集 现 象 ( 五 ) 防 治 原 则 对 儿 童 注 射 流 脑 荚 膜 多 糖 疫 苗 进 行 特 异 性 预 防, 常 用 A C 二 价 或 A C Y 和 W135 四 价 混 合 多 糖 菌 苗 注 意 隔 离 治 疗 流 脑 患 者, 控 制 传 染 源 流 行 期 间 儿 童 可 口 服 磺 胺 药 物 等 预 防 119

120 二 淋 病 奈 瑟 菌 淋 病 奈 瑟 菌 俗 称 淋 病 奈 瑟 菌 (gonococcus), 是 人 类 淋 病 的 病 原 菌, 主 要 引 起 人 类 泌 尿 生 殖 系 统 粘 膜 的 急 性 或 慢 性 化 脓 性 感 染 淋 病 是 危 害 性 大 的 性 传 播 疾 病 之 一, 也 是 我 国 目 前 流 行 的 发 病 率 最 高 的 性 病 ( 一 ) 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 形 态 与 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 相 似, 直 径 0.6~0.8µm 常 成 双 排 列, 两 菌 接 触 面 平 坦, 似 一 对 咖 啡 豆 脓 汁 标 本 中, 大 多 数 淋 病 奈 瑟 菌 常 位 于 中 性 粒 细 胞 内 ( 图 8-6) 但 慢 性 淋 病 病 人 的 淋 病 奈 瑟 菌 多 分 布 在 细 胞 外 无 芽 胞 无 鞭 毛 有 荚 膜 和 菌 毛 革 兰 染 色 呈 阴 性, 用 碱 性 美 蓝 液 染 色 时, 菌 体 呈 深 蓝 色 图 8-6 培 养 特 性 专 性 需 氧, 初 次 分 离 培 养 时 须 供 给 5% CO 2 营 养 要 求 高, 巧 克 力 ( 色 ) 血 琼 脂 平 板 是 适 宜 培 养 基 最 适 生 长 温 度 为 35~36, 低 于 30 或 高 于 38.5 生 长 停 止 最 适 ph 为 7.5 孵 育 48h 后, 形 成 凸 起 圆 形 灰 白 色 直 径 0.5~1.0mm 的 光 滑 型 菌 落 根 据 菌 落 大 小 色 泽 等 分 T1~T5 五 种 类 型, 新 分 离 株 属 T1 T2 型, 菌 落 小, 有 菌 毛 人 工 培 养 基 转 种 后 可 转 变 为 T3 T4 和 T5 型 生 化 反 应 只 分 解 葡 萄 糖, 产 酸 不 产 气, 不 分 解 其 他 糖 类 氧 化 酶 试 验 阳 性 抗 原 构 造 与 分 类 淋 病 奈 瑟 菌 的 表 层 抗 原 至 少 可 以 分 为 三 类 1. 菌 毛 蛋 白 抗 原 菌 毛 存 在 于 有 毒 菌 株, 直 径 约 6nm, 每 根 菌 毛 是 由 个 相 同 的 蛋 白 质 单 位 组 成 的 单 丝 状 结 构 由 不 同 菌 株 提 取 的 菌 毛, 其 抗 原 性 不 同 2. 脂 多 糖 抗 原 与 其 它 革 兰 阴 性 菌 的 LPS 相 似 3. 外 膜 蛋 白 抗 原 包 括 PI PII 和 PIII PI 为 主 要 外 膜 蛋 白, 占 淋 病 奈 瑟 菌 外 膜 总 重 量 的 60% 以 上, 分 子 量 32~40kDa, 是 淋 病 奈 瑟 菌 分 型 的 主 要 基 础, 可 分 成 A B C D E F G H N R S T U V W 和 X 等 16 个 不 同 血 清 型, 有 助 于 流 行 病 学 调 查 抵 抗 力 淋 病 奈 瑟 菌 对 热 冷 干 燥 和 消 毒 剂 极 度 敏 感, 与 脑 膜 炎 奈 瑟 菌 相 似 ( 二 ) 致 病 性 致 病 物 质 淋 病 奈 瑟 菌 进 入 尿 道 后, 通 过 菌 毛 粘 附 到 柱 状 上 皮 细 胞 表 面, 在 局 部 形 成 小 菌 落 后, 再 侵 入 细 胞 增 殖 T 1 T 2 型 的 淋 病 奈 瑟 菌 对 人 类 有 毒 力,T 3 ~T 5 型 者 则 无 ; 其 差 异 在 于 前 一 类 菌 有 菌 毛, 后 一 类 则 无 有 菌 毛 菌 可 粘 附 至 人 类 尿 道 粘 膜, 不 易 被 尿 液 冲 去 ; 抗 吞 噬 作 用 明 显, 即 使 被 吞, 仍 能 寄 生 在 吞 噬 细 胞 内 外 膜 蛋 白 P I 可 直 接 插 入 中 性 粒 细 胞 的 膜 上, 严 重 破 坏 膜 结 构 的 完 整 性 导 致 膜 损 伤 ;P II 分 子 参 与 淋 病 奈 瑟 菌 间 以 及 菌 与 一 些 宿 主 细 胞 间 的 粘 附 作 用 ;P III 则 可 阻 抑 杀 菌 抗 体 的 活 性 淋 病 奈 瑟 菌 脂 多 糖 内 毒 素 与 补 体 IgM 等 共 同 作 用 下, 在 局 部 形 成 炎 症 反 应 淋 病 奈 瑟 菌 尚 能 产 生 IgA1 蛋 白 酶, 能 破 坏 粘 膜 表 面 存 在 的 特 异 性 IgA1 抗 体, 使 菌 仍 能 粘 附 至 粘 膜 表 面 所 致 疾 病 人 类 是 淋 病 奈 瑟 菌 的 唯 一 宿 主 人 类 淋 病 主 要 通 过 性 接 触, 淋 病 奈 瑟 菌 侵 入 120

121 尿 道 和 生 殖 道 而 感 染, 其 潜 伏 期 2~5d 母 体 患 有 淋 菌 性 阴 道 炎 或 子 宫 颈 炎 时, 婴 儿 出 生 时 可 得 淋 菌 性 结 膜 炎 者 多 见 成 人 感 染 初 期, 一 般 引 起 男 性 前 尿 道 炎, 女 性 尿 道 炎 与 子 宫 颈 炎 患 者 出 现 尿 痛 尿 频 尿 道 流 脓 宫 颈 可 见 脓 性 分 泌 物 等 如 进 一 步 扩 散 到 生 殖 系 统, 引 起 慢 性 感 染, 如 男 性 发 生 前 列 腺 炎, 精 囊 精 索 炎 和 附 睾 炎 ; 女 性 出 现 前 庭 大 腺 炎 和 盆 腔 炎 等, 是 导 致 不 育 原 因 之 一 ( 三 ) 免 疫 性 人 类 对 淋 病 奈 瑟 菌 的 感 染 无 天 然 抵 抗 力 多 数 患 者 可 以 自 愈, 并 出 现 特 异 性 IgM IgG 和 分 泌 型 IgA 抗 体, 但 免 疫 不 持 久, 再 感 染 和 慢 性 患 者 较 普 遍 存 在 ( 四 ) 微 生 物 学 检 查 法 标 本 用 无 菌 棉 拭 沾 取 泌 尿 生 殖 道 脓 性 分 泌 物 或 子 宫 颈 口 表 面 分 泌 物 直 接 涂 片 镜 检 将 脓 性 分 泌 物 涂 片, 革 兰 染 色 后 镜 检 如 在 中 性 粒 细 胞 内 发 现 有 革 兰 阴 性 双 球 菌 时, 有 诊 断 价 值 分 离 培 养 与 鉴 定 淋 病 奈 瑟 菌 抵 抗 力 弱, 标 本 采 集 后 应 注 意 保 暖 保 湿, 立 即 送 检 接 种 为 抑 制 杂 菌 生 长, 可 在 培 养 基 中 加 入 抗 生 素 如 多 粘 菌 素 B 和 万 古 霉 素 可 提 高 咽 部 直 肠 部 位 或 宫 颈 标 本 的 淋 病 奈 瑟 菌 检 出 率 标 本 接 种 在 预 温 的 巧 克 力 ( 色 ) 血 琼 脂 平 板 或 Thayer-Martin(T-M) 培 养 基, 培 养 的 最 适 温 度 为 35~36, 在 5%CO 2 下 孵 育 36~48h, 菌 落 涂 片 染 色 镜 检 呈 现 革 兰 阴 性 双 球 菌 即 可 诊 断 还 可 挑 取 可 疑 菌 落 进 一 步 作 氧 化 酶 试 验 糖 发 酵 试 验 或 直 接 免 疫 荧 光 试 验 等 确 证 此 外, 亦 可 采 用 核 酸 杂 交 技 术 或 核 酸 扩 增 技 术 检 测 淋 病 奈 瑟 菌, 但 要 求 设 备 条 件 高, 且 难 以 确 定 淋 病 奈 瑟 菌 对 抗 生 素 的 敏 感 性, 故 基 层 推 广 尚 有 困 难 ( 五 ) 防 治 原 则 淋 病 是 一 种 性 传 播 疾 病, 因 而 是 一 个 社 会 问 题 成 人 淋 病 基 本 上 是 通 过 性 交 传 染, 污 染 的 毛 巾 衣 裤 被 褥 等 也 起 一 定 传 播 作 用 开 展 防 治 性 病 的 知 识 教 育 以 及 防 止 不 正 当 的 两 性 关 系 是 非 常 重 要 的 环 节 近 年 来 耐 药 菌 株 不 断 增 加, 特 别 是 多 重 耐 药 的 淋 病 奈 瑟 菌 给 防 治 性 病 带 来 困 难 为 此, 还 应 作 药 物 敏 感 试 验 以 指 导 合 理 选 择 药 物, 除 了 对 淋 病 患 者 及 时 彻 底 治 疗 外, 还 应 治 疗 与 淋 病 患 者 的 性 接 触 者 目 前 尚 无 有 效 的 疫 苗 供 特 异 性 预 防 婴 儿 出 生 时, 不 论 母 亲 有 无 淋 病, 都 应 以 1% 硝 酸 银 或 其 它 银 盐 溶 液 滴 入 两 眼, 以 预 防 新 生 儿 淋 菌 性 眼 炎 的 发 生 卡 他 布 兰 汉 菌 卡 他 布 兰 汉 菌 (B. catarrhalis), 又 称 为 粘 膜 炎 布 兰 汉 菌, 归 属 于 莫 拉 菌 属 中 的 布 兰 汉 菌 亚 属 (Branhamella) 革 兰 阴 性 球 菌 在 痰 液 中 常 呈 肾 形 双 球 菌 状, 存 在 于 吞 噬 细 胞 内 或 外 无 鞭 毛, 无 芽 胞, 一 般 无 荚 膜 营 养 要 求 不 高, 普 通 培 养 基 上 即 可 生 长, 需 氧, 最 适 生 长 温 度 为 35 菌 落 无 色 或 灰 白 色 光 滑 型 不 透 明, 较 长 时 间 培 养 后, 变 为 粗 糙 颗 粒 状, 粘 附 在 培 养 基 表 面 对 糖 类 均 不 发 酵 抵 抗 力 较 强 在 干 痰 中 能 存 活 27d, 耐 65 30min 卡 他 布 兰 汉 菌 寄 居 在 人 或 其 他 哺 乳 动 物 的 上 呼 吸 道, 一 般 不 致 病 当 机 体 免 疫 力 低 下 时, 可 单 独 或 与 其 它 菌 类 共 同 引 起 粘 膜 卡 他 性 炎 症 急 性 咽 喉 炎 支 气 管 炎 肺 炎 急 性 中 耳 炎 或 脑 膜 炎 等 是 医 院 内 病 人 上 呼 吸 道 感 染 的 常 见 病 原 菌 其 毒 力 主 要 与 内 毒 素 有 关 该 菌 的 β- 内 酰 胺 酶 产 生 率 高 达 90% 以 上, 故 临 床 治 疗 这 类 感 染 时, 应 根 据 药 物 敏 感 试 验 结 果 选 用 抗 生 素 121

122 ( 贾 文 祥 ) 第 九 章 肠 杆 菌 科 肠 杆 菌 科 (Enterobacteriaceae) 细 菌 是 一 大 群 生 物 学 性 状 近 似 的 革 兰 阴 性 杆 菌, 常 寄 居 在 人 和 动 物 的 肠 道 内, 亦 存 在 于 土 壤 水 和 腐 物 中 其 中 大 多 数 是 肠 道 的 正 常 菌 群, 但 当 宿 主 免 疫 力 降 低 或 细 菌 移 位 至 肠 外 部 位 时 可 成 为 条 件 致 病 菌 而 引 起 疾 病 ; 少 数 为 病 原 菌, 例 如 伤 寒 杆 菌 志 贺 菌 致 病 性 大 肠 杆 菌 等 肠 杆 菌 科 细 菌 种 类 繁 多 根 据 生 化 反 应 抗 原 结 构 核 酸 杂 交 和 序 列 分 析, 目 前 至 少 有 30 个 菌 属,120 个 以 上 的 菌 种 与 医 学 有 关 的 有 埃 希 菌 属 志 贺 菌 属 沙 门 菌 属 克 雷 伯 菌 属 变 形 杆 菌 属 摩 根 菌 属 枸 橼 酸 菌 属 肠 杆 菌 属 沙 雷 菌 属 和 耶 尔 森 菌 属 10 个 菌 属, 包 括 25 个 菌 种 肠 杆 菌 科 细 菌 具 有 下 列 共 同 生 物 学 特 性 : 1. 形 态 与 结 构 um 中 等 大 小 的 革 兰 阴 性 杆 菌 无 芽 孢 多 数 为 周 毛 菌 少 数 有 荚 膜 或 包 膜 大 多 有 菌 毛 2. 培 养 兼 性 厌 氧 或 需 氧 营 养 要 求 不 高, 在 普 通 琼 脂 平 板 上 生 长 繁 殖 后 形 成 湿 润 光 滑 灰 白 色 的 直 径 2-3mm 中 等 大 小 菌 落 在 血 琼 脂 平 板 上, 有 些 菌 可 产 生 溶 血 圈 在 液 体 培 养 基 中, 呈 均 匀 浑 浊 生 长 3. 生 化 反 应 活 泼, 分 解 多 种 糖 类 和 蛋 白 质, 形 成 不 同 代 谢 产 物, 常 用 以 区 别 不 同 菌 属 和 菌 种 乳 糖 发 酵 试 验 在 初 步 鉴 别 肠 杆 菌 科 中 致 病 菌 和 非 致 病 菌 上 有 重 要 价 值, 一 般 非 致 病 菌 能 分 解 乳 糖, 而 致 病 菌 多 数 不 能 4. 抗 原 构 造 复 杂, 主 要 有 菌 体 (O) 抗 原 鞭 毛 (H) 抗 原 和 荚 膜 (K) 或 包 膜 抗 原 其 他 尚 有 菌 毛 抗 原 (1). O 抗 原 : 存 在 于 细 胞 壁 脂 多 糖 (LPS) 层, 具 有 属 种 特 异 性 其 特 异 性 取 决 于 LPS 分 子 末 端 重 复 结 构 多 糖 链 的 糖 残 基 种 类 的 排 列 O 抗 原 耐 热, 100 不 被 破 坏 从 病 人 新 分 离 菌 株 的 菌 落 大 多 呈 光 滑 (S) 型, 在 人 工 培 养 基 上 多 次 传 代 移 种 保 存 日 久 后,LPS 失 去 外 层 O 特 异 性 侧 链, 此 时 菌 落 变 成 粗 糙 (R) 型, 是 为 S-R 型 变 异 R 型 菌 株 的 毒 力 显 著 低 于 S 型 株 (2).H 抗 原 : 存 在 于 鞭 毛 蛋 白 不 耐 热,60 30 分 钟 即 被 破 坏 H 抗 原 的 特 异 性 决 定 于 多 肽 链 上 氨 基 酸 的 排 列 顺 序 和 空 间 结 构 细 菌 失 去 鞭 毛 后, 运 动 随 之 消 失 ; 同 时 O 抗 原 外 露, 是 为 H-O 变 异 (3). 荚 膜 或 包 膜 抗 原 : 位 于 O 抗 原 外 围, 能 阻 止 O 凝 集 现 象 多 糖 性 质, 但 分 钟 可 去 除 之 重 要 的 有 伤 寒 杆 菌 的 Vi 抗 原, 大 肠 杆 菌 的 K 抗 原 等 5. 抵 抗 力 因 无 芽 孢, 对 理 化 因 素 抵 抗 力 不 强 分 钟 即 死 亡 易 被 一 般 化 学 消 毒 剂 杀 灭, 常 用 氯 进 行 饮 水 消 毒 胆 盐 煌 绿 等 染 料 对 非 致 病 性 肠 杆 菌 科 细 菌 有 抑 制 作 用, 藉 以 制 备 选 择 培 养 基 来 分 离 有 关 病 原 菌 6. 变 异 肠 杆 菌 科 细 菌 易 出 现 变 异 菌 株 除 自 发 突 变 外 ; 更 因 相 互 处 于 同 一 密 切 接 触 的 肠 道 等 微 环 境, 可 以 通 过 转 导 结 合 或 溶 原 性 转 换 等 转 移 遗 传 物 质, 使 受 体 菌 获 得 新 的 性 状 而 导 致 变 异 其 中 最 常 见 的 是 耐 药 性 转 移 ; 此 外, 尚 有 毒 素 产 生 生 化 反 应 特 性 改 变, 以 及 H-O 抗 原 和 S-R 菌 落 变 异 等 这 种 易 变 性 在 其 致 病 性 诊 断 和 防 治 中 都 有 重 要 意 义 第 一 节 埃 希 菌 属 122

123 埃 希 菌 属 (Escherichia) 有 5 个 种, 其 中 大 肠 埃 希 菌 (E,coli) 是 最 常 见 的 临 床 分 离 菌 大 肠 埃 希 菌, 通 称 大 肠 杆 菌, 婴 儿 出 生 后 数 小 时 就 进 入 肠 道, 并 终 生 伴 随 当 宿 主 免 疫 力 下 降 或 菌 侵 入 肠 外 组 织 或 器 官, 可 引 起 肠 外 感 染 有 些 特 殊 菌 株 能 导 致 腹 泻 大 肠 杆 菌 在 环 境 卫 生 和 食 品 卫 生 学 中, 常 用 作 被 粪 便 污 染 的 检 测 指 标 在 分 子 生 物 学 和 基 因 工 程 研 究 中, 大 肠 杆 菌 是 重 要 的 实 验 材 料 一 生 物 学 性 状 大 小 χ1-3um( 图 9 1) 多 数 菌 株 有 周 身 鞭 毛 有 普 通 菌 毛 和 性 菌 毛 肠 外 感 染 菌 株 常 有 多 糖 包 膜 ( 微 荚 膜 ) 图 9 1 S 型 菌 株 在 普 通 琼 脂 平 板 培 养 小 时 后, 形 成 直 径 2-3mm 的 圆 形 凸 起 灰 白 色 菌 落 有 些 菌 株 在 血 琼 脂 平 板 上 呈 β 溶 血 能 发 酵 葡 萄 糖 等 多 种 糖 类, 产 酸 并 产 气 发 酵 乳 糖, 可 同 沙 门 菌 志 贺 菌 等 区 别 吲 哚 甲 基 红 VP 枸 橼 酸 盐 (IMViC) 试 验 结 果 为 ++ 凡 IMViC 试 验 示 此 结 果 的, 判 为 典 型 的 大 肠 杆 菌, 表 明 被 检 物 已 有 粪 便 污 染, 有 传 播 肠 道 传 染 病 的 危 险 大 肠 杆 菌 抗 原 主 要 有 O H 和 K 三 种 O 抗 原 >170 种, 是 血 清 学 分 型 的 基 础 ;H 抗 原 >56 种 ;K 抗 原 在 100 种 以 上 根 据 耐 热 性 不 同,K 抗 原 又 分 L A B 三 型 一 个 菌 株 中, 一 般 只 含 一 个 型 别 的 K 抗 原 表 示 大 肠 杆 菌 血 清 型 的 方 式 是 按 O:K:H 排 列, 例 如 O111:K58(B4):H2 二 致 病 性 多 数 大 肠 杆 菌 在 肠 道 内 不 致 病, 但 如 移 位 至 肠 道 外 的 组 织 或 器 官 则 引 起 肠 外 感 染, 病 变 以 化 脓 性 炎 症 最 为 常 见 肠 外 感 染 中 以 泌 尿 系 统 感 染 为 主, 例 如 尿 道 炎 膀 胱 炎 肾 盂 肾 炎 亦 可 引 起 腹 膜 炎 阑 尾 炎 手 术 创 口 感 染 等 在 婴 儿 老 年 人 或 免 疫 功 能 低 下 者, 可 引 起 败 血 症 在 新 生 儿, 大 肠 杆 菌 脑 膜 炎 并 不 少 见 某 些 血 清 型 可 引 起 人 类 腹 泻 根 据 其 致 病 机 制 不 同, 主 要 有 五 种 类 型 ( 表 9-1) 表 9-1 引 起 腹 泻 的 大 肠 杆 菌 菌 株 作 用 部 位 疾 病 与 症 状 致 病 机 制 ETEC 小 肠 旅 行 者 腹 泻 ; 婴 幼 儿 腹 泻 ; 水 样 便, 质 粒 介 导 LT 和 ( 或 )ST 恶 心, 呕 吐, 腹 痛, 低 热 肠 毒 素, 大 量 分 泌 液 体 和 电 解 质 EIEC 大 肠 水 样 便, 继 以 少 量 血 便, 腹 痛, 发 热 质 粒 介 导 侵 袭 和 破 坏 结 肠 粘 膜 上 皮 细 胞 EPEC 小 肠 婴 儿 腹 泻 ; 水 样 便, 恶 心, 呕 吐, 发 热 质 粒 介 导 粘 附 和 破 坏 上 皮 细 胞 EHEC 大 肠 水 样 便, 继 以 大 量 出 血, 剧 烈 腹 痛, 溶 原 性 噬 菌 体 编 码 SLT-I 低 热 或 无, 可 并 发 HUS 血 小 板 减 少 性 紫 癜 或 SLT-II, 中 断 蛋 白 质 合 成 EAggEC 小 肠 婴 儿 腹 泻 ; 持 续 性 水 样 便, 呕 吐, 脱 质 粒 介 导 集 聚 性 粘 附 上 皮 123

124 水, 低 热 细 胞, 阻 止 液 体 吸 收 肠 产 毒 素 型 大 肠 杆 菌 (enterotoxigenic E.coli,ETEC) 是 婴 幼 儿 和 旅 游 者 腹 泻 的 重 要 病 原 菌 临 床 症 状 可 从 轻 度 腹 泻 至 严 重 的 霍 乱 样 腹 泻 致 病 物 质 主 要 是 肠 毒 素 和 定 植 因 子 ETEC 的 肠 毒 素 有 不 耐 热 和 耐 热 两 种, 均 由 质 粒 介 导 不 耐 热 肠 毒 素 (heat labile enterotoxin,lt) 对 热 不 稳 定,65 30 分 钟 可 被 破 坏 LT 由 1 个 A 亚 单 位 和 5 个 B 亚 单 位 组 成 A 亚 单 位 是 毒 素 的 活 性 部 位 B 亚 单 位 与 肠 粘 膜 上 皮 细 胞 表 面 的 GM1 神 经 节 苷 脂 结 合 后, 使 A 亚 单 位 穿 越 细 胞 膜 与 腺 苷 环 化 酶 作 用, 令 胞 内 ATP 转 化 为 camp 胞 质 内 camp 水 平 增 加 后, 导 致 肠 粘 膜 细 胞 内 水 钠 氯 碳 酸 氢 钾 等 过 度 分 泌 至 肠 腔, 导 致 腹 泻 LT 一 般 不 引 起 肠 粘 膜 的 炎 症 或 组 织 病 变 LT 与 霍 乱 肠 毒 素 两 者 间 的 氨 基 酸 组 成 同 源 性 达 75% 左 右 ; 它 们 的 抗 原 性 高 度 交 叉 ; 两 者 B 亚 单 位 的 肠 粘 膜 结 合 受 体 都 是 同 一 个 GM1 神 经 节 苷 脂 ETEC 的 耐 热 肠 毒 素 (heat stable enterotoxin,st) 对 热 稳 定,100 加 热 20 分 钟 仍 不 失 活 性 ST 的 作 用 机 制 与 LT 的 不 同, 其 引 起 腹 泻 是 通 过 激 活 肠 粘 膜 细 胞 上 的 鸟 苷 环 化 酶, 使 胞 内 cgmp 量 增 多 而 导 致 LT 又 可 分 LT-I 和 LT-II 两 型,ST 亦 可 分 STa 和 STb LT-I 型 和 STa 型 由 人 源 株 产 生, 而 LT-II 型 STb 型 则 源 自 动 物 菌 株 菌 毛 是 ETEC 致 病 的 另 一 重 要 因 素 能 形 成 肠 毒 素 而 无 菌 毛 的 菌 株, 不 会 引 起 腹 泻 ETEC 菌 毛 的 粘 附 作 用 具 有 高 度 专 一 性, 并 将 这 类 粘 附 素 (adhesin) 常 称 之 为 定 植 因 子 (colonization factor) 例 如 ETEC 的 定 植 因 子 有 1 型 菌 毛 CFA/I (colonization factor antigen type I) 和 CAF/II; 猪 ETEC 的 有 K88 987P F41 F107 等 ;K99 是 猪 羊 牛 ETEC 所 共 有 定 植 因 子 具 有 很 强 的 抗 原 性, 能 刺 激 宿 主 产 生 特 异 性 抗 体 在 兽 医 界 已 制 成 口 饲 菌 毛 疫 苗, 在 猪 群 中 人 工 免 疫 后, 可 抵 抗 猪 ETEC 的 侵 袭 CAF/I 和 CAF/II 均 由 质 粒 介 导, 这 些 质 粒 也 可 同 时 偏 码 LT 和 ( 或 )ST 与 ETEC 致 病 有 关 的 物 质 尚 有 其 内 毒 素 LPS, 以 及 具 有 抗 吞 噬 作 用 的 K 抗 原 等 肠 侵 袭 型 大 肠 杆 菌 (enteroinvasive E.coli,EIEC) 较 少 见, 主 要 侵 犯 较 大 儿 童 和 成 人 所 致 疾 病 很 像 菌 痢, 腹 泻 呈 脓 血 便, 有 里 急 后 重, 故 曾 称 志 贺 样 大 肠 杆 菌 (shigelloid E.coli) EIEC 不 产 生 肠 毒 素, 能 侵 袭 结 肠 粘 膜 上 皮 细 胞 并 在 其 中 生 长 繁 殖 菌 死 亡 崩 解 后 释 放 出 内 毒 素, 破 坏 细 胞 形 成 炎 症 和 溃 疡, 导 致 腹 泻 EIEC 的 侵 袭 与 含 编 码 侵 袭 性 pinv 基 因 的 一 种 大 质 粒 ( MD) 有 关, 携 带 该 质 粒 的 菌 株 可 引 起 豚 鼠 角 膜 Sereny 试 验 阳 性, 并 可 侵 袭 HeLa 细 胞 对 EIEC 的 大 质 粒 与 志 贺 菌 编 码 侵 袭 性 基 因 的 大 质 粒 高 度 同 源 含 侵 袭 性 基 因 的 探 针,EIEC 和 志 贺 菌 中 的 有 毒 株 均 能 发 生 特 异 性 反 应 EIEC 无 动 力 生 化 反 应 和 抗 原 结 构 也 近 似 志 贺 菌 因 此, 若 不 注 意, 容 易 误 诊 为 志 贺 菌 肠 致 病 型 大 肠 杆 菌 (enteropathogenic E.coli,EPEC) 是 婴 幼 腹 泻 的 主 要 病 原 菌, 严 重 者 可 致 死 ; 成 人 少 见 不 产 生 肠 毒 素 病 菌 在 十 二 指 肠 空 肠 和 回 肠 上 段 粘 膜 表 面 大 量 繁 殖, 粘 附 于 微 绒 毛, 导 致 刷 状 缘 被 破 坏 微 绒 毛 萎 缩 上 皮 细 胞 排 列 紊 乱 和 功 能 受 损, 造 成 严 重 腹 泻 EPEC 粘 附 和 破 坏 肠 粘 膜 结 构 的 步 骤 有 三 :1Bfp(bundle forming pili) 介 导 菌 与 细 胞 的 疏 松 粘 附,Bfp 由 EAF(EPEC adherence factor) 质 粒 上 的 bfpa 基 因 编 码 和 受 dsba 基 因 的 调 控 使 之 活 化 ;2 信 号 传 递, 由 染 色 体 上 的 eaeb (E.coli 124

125 attachment B) 基 因 介 导,eaeA 基 因 受 per(plasmid encoded regulator) 基 因 产 物 而 活 化 ;3 紧 密 粘 附 素 (intimin) 介 导 菌 与 细 胞 的 紧 密 结 合 紧 密 粘 附 素 由 染 色 体 上 eaea 基 因 编 码, 它 是 一 种 外 膜 蛋 白 在 此 最 末 阶 段, 细 胞 内 肌 动 蛋 白 重 排, 导 致 微 绒 毛 的 破 坏 严 重 干 扰 对 肠 道 中 液 体 等 的 吸 收 功 能 EPEC 对 细 胞 的 粘 附 有 两 种 类 型 局 限 性 粘 附 指 病 菌 呈 块 状 粘 附 在 肠 粘 膜 细 胞 表 面 的 某 一 部 分, 弥 散 性 粘 附 是 病 菌 主 要 是 单 个 分 散 粘 附 在 细 胞 表 面 由 于 两 者 在 生 物 学 特 征 致 病 特 点 等 方 面 存 在 较 大 差 异, 有 学 者 建 议 称 弥 散 粘 附 的 EPEC 为 EPEC II 型 或 弥 散 粘 附 型 大 肠 杆 菌 (diffusely adherent E.coli,DAEC) 肠 出 血 型 大 肠 杆 菌 (enterohemorrhagic E.coli,EHEC) 亦 称 为 vero 毒 素 大 肠 杆 菌 (verotoxigenic E.coli,VTEC) 1982 年 首 先 在 美 国 发 现, 其 血 清 型 为 0157: H7 俟 后 世 界 各 地 有 散 发 或 地 方 小 流 行,1996 年 日 本 大 阪 地 区 为 主 发 生 流 行, 患 者 逾 万, 死 亡 11 人 5 岁 以 下 儿 童 易 感 染, 感 染 菌 量 可 低 于 100 个 症 状 轻 重 不 一, 可 为 轻 度 水 泻 至 伴 剧 烈 腹 痛 的 血 便 约 10%<10 岁 患 儿 可 并 发 有 急 性 肾 衰 竭 血 小 板 减 少 溶 血 性 贫 血 的 溶 血 性 尿 毒 综 合 征 (hemolytic uremic syndrome, HUS), 死 亡 率 达 10% 左 右 EHEC 的 致 病 因 子 主 要 有 菌 毛 和 毒 素 病 菌 进 入 消 化 道 后, 由 紧 密 粘 附 素 介 导 与 宿 主 末 端 回 肠 盲 肠 和 结 肠 上 皮 细 胞 结 合, 然 后 释 放 毒 素, 引 起 血 性 腹 泻 该 毒 素 能 使 vero 细 胞 产 生 病 变, 故 称 vero 毒 素 ; 又 因 同 志 贺 菌 的 毒 素 相 似, 亦 称 志 贺 样 毒 素 (shiga-like toxin,slt); 实 则 vero 毒 素 和 SLT 之 间 仅 1 个 氨 基 酸 不 同, 有 学 者 认 为 EHEC 的 vero 毒 素 即 志 贺 毒 素 (shiga toxin,st) EHEC 的 VT 分 两 型,VT-I 与 痢 疾 志 贺 菌 的 ST 基 本 相 同,VT-II 则 与 ST 有 60% 的 同 源 两 型 毒 素 均 由 溶 原 性 噬 菌 体 介 导 VT 由 1 个 A 亚 单 位 和 5 个 B 亚 单 位 组 成 B 亚 单 位 与 宿 主 细 胞 特 异 糖 脂 (globotriaosylceramide) 结 合 ;A 亚 单 位 内 在 化 后 裂 解 成 两 个 分 子, 其 中 A1 片 段 与 28SrRNA 的 4324 位 腺 嘌 呤 作 用, 使 核 糖 体 灭 活, 终 止 蛋 白 质 合 成 HUS 在 产 生 VT-II 的 EHEC 中 较 多, 实 验 表 明 VT-II 能 选 择 性 地 破 坏 肾 内 皮 细 胞 与 EHEC 致 病 有 关 的 尚 有 内 毒 素 和 溶 血 素 EaeA 基 因 编 码 紧 密 粘 附 素, 它 与 EPEC 的 eaea 高 度 相 stx 基 因 编 码 VT 毒 素 溶 血 素 hiya 基 因 与 大 肠 杆 菌 α 溶 血 素 基 因 (hlya hlyc) 约 有 60% 的 同 源 性 能 产 生 VT 的 大 肠 杆 菌 血 清 型 至 少 有 160 种 可 从 人 动 物 和 食 物 中 分 离 得, 另 发 现 非 大 肠 杆 菌 中 亦 有 产 VT 的 菌 株, 如 枸 橼 酸 菌 属 中 的 某 些 种 产 VT 的 大 肠 杆 菌 血 清 型 以 O157:H7 为 主, 但 不 同 国 家 的 流 行 株 不 一 定 相 同 例 如 美 国 日 本 为 O157:H7; 意 大 利 为 O111:H11; 澳 大 利 亚 为 O111:Hˉ; 德 国 为 弗 劳 地 枸 橼 酸 杆 菌 (Citrobacter freundii) 等 肠 集 聚 型 大 肠 杆 菌 (enteroaggregativee.coli,eaggec) 引 起 婴 儿 持 续 性 腹 泻, 脱 水, 偶 有 血 便 不 侵 袭 细 胞 可 产 生 毒 素 和 粘 附 素 毒 素 为 肠 集 聚 耐 热 毒 素 (enteroaggregative heat-stable toxin,east), 抗 原 上 与 ETEC 的 ST 有 关, 可 导 致 大 量 液 体 分 泌 另 一 毒 素 似 大 肠 杆 菌 的 α 溶 血 素 有 4 种 不 同 形 态 的 菌 毛, 其 中 集 聚 性 粘 附 菌 毛 I(aggregative adherence fimbriae I,AAF/I) 与 EPEC 中 bfp 基 因 编 码 的 菌 毛 很 相 似 大 肠 杆 菌 的 某 些 血 清 型 可 引 起 泌 尿 系 统 感 染, 这 些 菌 株 统 称 为 尿 路 致 病 大 肠 杆 菌 (uropathogenic E,coli) 其 致 病 因 子 有 粘 附 素 毒 素 LPS 荚 膜 血 清 抵 抗 因 子 等 粘 附 素 主 要 有 P 菌 毛,AFPI III 和 Dr, 这 些 粘 附 素 能 以 Dr 血 型 抗 原 为 受 体 与 之 结 合 溶 血 素 HlyA 能 溶 解 红 细 胞 和 其 他 组 织 细 胞, 引 起 细 胞 因 子 125

126 释 放 和 诱 发 炎 症 反 应 三 微 生 物 学 检 查 法 标 本 肠 外 感 染 采 取 中 段 尿 血 液 脓 液 脑 脊 液 等 ; 腹 泻 则 取 粪 便 分 离 培 养 与 鉴 定 1. 肠 外 感 染 (1) 涂 片 染 色 检 查 : 除 血 液 标 本 外, 均 需 作 涂 片 染 色 检 查 脓 痰 分 泌 物 可 直 接 涂 片, 革 兰 染 色 后 镜 检 尿 液 和 其 它 液 体 先 低 速 离 心, 再 取 沉 淀 物 作 涂 片 (2) 分 离 培 养 : 血 液 接 种 肉 汤 增 菌, 待 生 长 后 再 移 种 血 琼 脂 平 板 体 液 标 本 的 离 心 沉 淀 物 和 其 它 标 本 直 接 划 线 分 离 于 血 琼 脂 平 板 孵 育 小 时 后 观 察 菌 落 形 态 (3) 鉴 定 : 初 步 鉴 定 根 据 IMViC(++--) 试 验, 最 后 鉴 定 靠 系 列 生 化 反 应 尿 路 感 染 尚 需 记 数 菌 落 量, 每 毫 升 10 万 才 有 诊 断 价 值 2. 肠 内 感 染 将 粪 便 标 本 接 种 于 鉴 别 培 养 基, 挑 选 可 疑 菌 落 并 鉴 定 为 大 肠 杆 菌 后, 再 分 别 检 测 不 同 类 型 致 腹 泻 大 肠 杆 菌 的 肠 毒 素 毒 力 因 子 和 血 清 型 等 特 征 (1)ETEC: 过 去 用 动 物 或 细 胞 培 养 测 定 LT 或 ST, 较 为 复 杂 ; 现 可 用 ELISA 法 或 基 因 探 针 检 测 这 些 肠 毒 素 (2)EIEC: 与 志 贺 菌 相 似, 多 数 EIEC 无 动 力, 乳 糖 不 发 酵 或 迟 缓 发 酵 毒 力 试 验 可 将 被 检 菌 液 接 种 于 豚 鼠 眼 结 膜 囊 内, 可 产 生 典 型 的 角 膜 结 膜 炎 症 状, 并 在 角 膜 上 皮 细 胞 内 有 大 量 细 菌, 是 为 Senery 试 验 阳 性 (3)EPEC: 用 特 异 O H 抗 血 清 测 定 特 异 血 清 型, 亦 可 以 ELISA 和 细 胞 培 养 法 来 检 测 (4)EHEC:O157:H7 血 清 型 多 数 对 山 梨 醇 不 发 酵 或 缓 慢 发 酵 VT 毒 素 可 用 ELISA 法 测 定, 灵 敏 度 达 60pg/ml, 亦 可 用 PCR 法 结 合 基 因 探 针 检 测 VT 基 因 (5)EAggEC: 用 液 体 培 养 - 集 聚 试 验 (liquid-culture clump aggregation) 检 测 受 检 菌 的 粘 附 性, 或 用 探 针 技 术 测 定 EAST 基 因 四 防 治 原 则 在 ETEC 的 免 疫 预 防 研 究 中, 发 现 其 菌 毛 抗 原 在 自 然 感 染 和 人 工 主 动 免 疫 中 是 关 键 抗 原 之 一 在 家 畜 中, 用 菌 毛 疫 苗 防 治 新 生 畜 崽 腹 泻 已 获 得 成 功 例 如 在 孕 牛 产 前 6 个 月 接 种 大 肠 杆 菌 K99 株 的 菌 毛 抗 原, 则 新 生 牛 犊 吮 乳 后 可 被 动 获 得 特 异 菌 毛 抗 体 而 受 到 同 型 菌 毛 型 大 肠 杆 菌 感 染 的 免 疫 保 护 现 已 明 确, 有 的 牛 群 肠 道 中 可 以 存 在 EHEC 因 此, 加 热 不 彻 底 而 被 牛 粪 污 染 的 牛 肉 牛 奶, 以 及 果 汁 等 都 可 能 罹 患 出 血 性 结 肠 炎 例 如 美 国 多 次 EHEC 流 行, 传 染 源 是 汉 堡 包 中 污 染 EHEC 的 牛 肉 馅 第 二 节 志 贺 菌 属 志 贺 菌 属 (Shigella) 是 人 类 细 菌 性 痢 疾 最 为 常 见 的 病 原 菌, 通 称 痢 疾 杆 菌 (dysentery bacterium) 一 生 物 学 性 状 大 小 为 um 的 短 小 杆 菌 ( 图 9-2) 无 芽 孢 无 鞭 毛 有 菌 毛 图

127 营 养 要 求 不 高, 在 普 通 琼 脂 平 板 上 生 长 形 成 中 等 大 小 半 透 明 的 光 滑 型 菌 落 志 贺 菌 属 中 的 宋 内 菌 常 出 现 扁 平 的 粗 糙 型 菌 落 分 解 葡 萄 糖, 产 酸 不 产 气 除 宋 内 志 贺 菌 个 别 菌 株 迟 缓 发 酵 乳 糖 ( 一 般 需 3 4 天 ) 外, 均 不 分 解 乳 糖 志 贺 菌 属 细 菌 有 O 和 K 两 种 抗 原 O 抗 原 是 分 类 的 依 据, 分 群 特 异 抗 原 和 型 特 异 抗 原, 藉 以 将 志 贺 菌 属 分 为 4 群 ( 种 )40 余 血 清 型 ( 包 括 亚 型 )( 表 9-2) K 抗 原 在 分 类 上 无 意 义 表 9-2 志 贺 菌 属 的 抗 原 分 类 菌 种 群 型 亚 型 痢 疾 志 贺 菌 A a,8b,8c 福 氏 志 贺 菌 B 1-6,x,y 变 型 1a,1b,2a,2b,3a,3b,3c,4a,4b 鲍 氏 志 贺 菌 C 1-18 宋 内 志 贺 菌 D 1 A 群 : 即 痢 疾 志 贺 菌 (S.dysenteriae) 有 10 个 血 清 型, 其 中 8 型 尚 可 分 3 个 亚 型 B 群 : 即 福 氏 志 贺 菌 (s.flexneri) 有 13 个 血 清 型 ( 包 括 变 型 和 亚 型 ), 各 型 间 有 交 叉 反 应 C 群 : 即 鲍 氏 志 贺 菌 (S.boydii) 有 18 个 血 清 型 D 群 : 即 宋 内 志 贺 菌 (S.sonnei) 抗 原 单 一, 只 有 一 个 血 清 型 宋 内 志 贺 菌 有 I 相 和 II 相 两 个 交 叉 变 异 相 I 相 呈 S 型 菌 落, 对 小 鼠 有 致 病 力, 多 自 急 性 期 感 染 病 人 标 本 中 分 离 得 II 相 为 R 型 菌 落, 对 小 鼠 不 致 病, 常 从 慢 性 患 者 或 带 菌 者 检 出 I 相 抗 原 受 控 于 一 个 140MD 的 大 质 粒, 若 质 粒 丢 失,I 相 抗 原 不 能 合 成, 菌 则 从 有 毒 的 I 相 转 变 为 无 毒 的 II 相 二 致 病 性 和 免 疫 性 致 病 物 质 主 要 是 侵 袭 力 和 内 毒 素, 有 的 菌 株 尚 产 生 外 毒 素 1. 侵 袭 力 志 贺 菌 有 菌 毛, 能 粘 附 于 回 肠 末 端 和 结 肠 粘 膜 的 上 皮 细 胞 继 而 穿 入 上 皮 细 胞 内 生 长 繁 殖, 一 般 在 粘 膜 固 有 层 内 繁 殖 形 成 感 染 灶, 引 起 炎 症 反 应 细 菌 侵 入 血 流 罕 见 志 贺 菌 穿 透 上 皮 细 胞 的 能 力 由 质 粒 编 码 的 ipab,ipac 和 ipad 基 因 介 导, 病 菌 在 邻 近 细 胞 的 扩 散 则 由 质 粒 编 码 的 icsa 和 icsb 基 因 控 制 志 贺 菌 只 有 侵 入 肠 粘 膜 后 才 能 致 病 否 则, 即 使 菌 量 再 大 也 不 引 起 疾 病 2. 内 毒 素 志 贺 菌 所 有 菌 株 都 有 强 烈 的 内 毒 素 内 毒 素 作 用 于 肠 粘 膜, 使 其 通 透 性 增 高, 进 一 步 促 进 对 内 毒 素 的 吸 收, 引 起 发 热 神 志 障 碍, 甚 至 中 毒 性 休 克 等 一 系 列 症 状 内 毒 素 破 坏 肠 粘 膜, 可 形 成 炎 症 溃 疡, 呈 现 典 型 的 脓 血 粘 液 便 内 毒 素 尚 能 作 用 于 肠 壁 植 物 神 经 系 统, 使 肠 功 能 发 生 紊 乱, 肠 蠕 动 失 调 和 痉 挛 尤 其 是 直 肠 括 约 肌 痉 挛 最 明 显, 因 而 出 现 腹 痛 里 急 后 重 等 症 状 3. 外 毒 素 A 群 志 贺 菌 I 型 II 型 能 产 生 一 种 外 毒 素 称 为 志 贺 毒 素 (shiga toxin,st) ST 能 引 起 vero 细 胞 病 变, 故 亦 称 vero 毒 素 (vero toxin,vt) VT 分 VT-I 和 VTII 两 种,A 群 志 贺 菌 产 生 的 ST 属 VT-I 型 ST 具 有 3 种 生 物 学 活 性 :1 肠 毒 素 性 具 有 类 似 大 肠 杆 菌 霍 乱 弧 菌 肠 毒 素 的 作 用, 此 可 解 释 疾 病 早 期 出 现 的 水 样 腹 泻 ;2 细 胞 毒 性 对 人 肝 细 胞 HeLa 细 胞 绿 猴 vero 细 胞 均 有 毒 性, 以 HeLa 细 胞 最 为 敏 感 ;3 神 经 毒 性 注 射 于 家 兔 或 小 鼠, 引 起 动 物 麻 痹 127

128 死 亡 ST 由 位 于 染 色 体 上 的 stxa 和 stxb 基 因 编 码 与 EHEC 产 生 的 毒 素 相 同,ST 亦 由 1 个 A 亚 单 位 和 5 个 B 亚 单 位 组 成 B 亚 单 位 与 宿 主 细 胞 糖 脂 (Gb3) 结 合, 导 入 细 胞 内 的 A 亚 单 位 作 用 于 60S 核 糖 体 亚 单 位 的 28SrRNA, 阻 止 与 氨 酰 trna 的 结 合, 致 使 蛋 白 质 合 成 中 断 志 贺 菌 侵 入 宿 主 后, 机 体 内 的 IL-1 IL6 TNF-α 和 INF-γ 等 细 胞 因 子 将 增 多 IL-1 和 TNF-α 可 提 高 ST 受 体 在 内 皮 细 胞 表 面 的 表 达, 因 而 内 皮 细 胞 成 为 ST 攻 击 的 主 要 靶 细 胞 ST 和 内 毒 素 有 协 同 作 用, 两 者 在 体 外 可 加 重 对 人 血 管 内 皮 细 胞 的 损 伤 在 志 贺 菌 感 染 的 溶 血 性 尿 毒 综 合 征 (HUS) 等 并 发 症 中,ST 和 内 毒 素 的 持 续 存 在 联 合 作 用 可 能 与 之 有 关 志 贺 菌 的 粘 附 侵 袭 胞 内 繁 殖 细 胞 间 扩 散 等 活 性 编 码 的 基 因, 均 存 在 于 一 个 140MD 的 大 质 粒 上 这 个 大 质 粒 一 旦 丢 失, 有 毒 株 就 成 无 毒 株 所 致 疾 病 志 贺 菌 引 起 细 菌 性 痢 疾 传 染 源 是 病 人 和 带 菌 者, 无 动 物 宿 主 主 要 通 过 粪 - 口 传 播 人 类 对 志 贺 菌 较 易 感, 少 至 200 个 菌 就 可 发 病 志 贺 菌 随 饮 食 进 入 肠 道, 潜 伏 期 一 般 1-3 天 痢 疾 志 贺 菌 感 染 患 者 病 情 较 重, 宋 内 志 贺 菌 多 引 起 轻 型 感 染, 福 氏 志 贺 菌 感 染 易 转 变 为 慢 性, 病 程 迁 延 志 贺 菌 感 染 有 急 性 和 慢 性 两 种 类 型, 病 程 在 两 个 月 以 上 者 属 慢 性 急 性 细 菌 性 痢 疾 常 有 发 热 腹 痛 里 急 后 重 等 症 状, 并 脓 血 粘 液 便 若 及 时 治 疗, 预 后 良 好 如 治 疗 不 彻 底, 可 转 为 慢 性 症 状 不 典 型 者, 易 被 误 诊, 影 响 治 疗 而 造 成 慢 性 和 带 菌 急 性 感 染 中 有 一 种 中 毒 性 痢 疾, 以 小 儿 为 多 见 无 明 显 的 消 化 道 症 状, 主 要 表 现 为 全 身 中 毒 症 状 此 因 其 内 毒 素 致 使 微 血 管 痉 挛 缺 血 和 缺 氧, 导 致 DIC 多 器 官 功 能 衰 竭 脑 水 肿, 死 亡 率 高 各 型 志 贺 菌 都 有 可 能 引 起 免 疫 性 志 贺 菌 感 染 局 限 于 肠 粘 膜 层, 一 般 不 入 血, 故 其 抗 感 染 免 疫 主 要 是 消 化 道 粘 膜 表 面 的 分 泌 型 IgA(SIgA) 病 后 免 疫 期 短, 也 不 巩 固, 除 菌 停 留 在 肠 壁 局 部 外, 其 型 别 多 也 是 原 因 之 一 三 微 生 物 学 检 查 法 标 本 取 材 应 挑 取 粪 便 的 脓 血 或 粘 液 部 分 若 不 能 及 时 送 检, 宜 将 标 本 保 存 于 30% 甘 油 缓 冲 盐 水 或 专 门 运 送 培 养 基 内 中 毒 性 痢 疾 患 者 可 取 肛 拭 分 离 培 养 与 鉴 定 标 本 接 种 于 肠 道 鉴 别 或 选 择 培 养 基 上,37 孵 育 小 时 挑 取 无 色 半 透 明 可 疑 菌 落, 作 生 化 反 应 和 血 清 学 试 验, 以 确 定 其 菌 群 ( 种 ) 和 菌 型 毒 力 试 验 测 定 志 贺 菌 的 侵 袭 力 可 用 Senery 试 验 系 将 受 试 菌 小 时 的 固 体 培 养 物, 以 生 理 盐 水 制 成 9 亿 /ml 菌 悬 液, 接 种 于 豚 鼠 眼 结 膜 囊 内 若 发 生 角 膜 结 膜 炎, 则 Senery 试 验 阳 性, 表 明 受 试 菌 有 侵 袭 力 志 贺 菌 ST 的 测 定, 可 用 HeLa 细 胞 或 vero 细 胞, 也 可 用 PCR 技 术 直 接 检 测 其 产 毒 基 因 stxa stxb 快 速 诊 断 法 1. 免 疫 染 色 法 将 粪 便 标 本 与 志 贺 菌 抗 血 清 均 匀, 在 光 镜 下 观 察 有 无 凝 集 现 象 2. 免 疫 荧 光 菌 球 法 将 标 本 接 种 于 含 有 荧 光 素 标 记 的 志 贺 菌 免 疫 血 清 液 体 培 养 基 中,37 孵 育 4-8 小 时 若 标 本 中 含 有 相 应 型 别 的 志 贺 菌 存 在, 则 生 长 繁 殖 后 与 荧 光 抗 体 凝 集 成 小 球, 在 荧 光 显 微 镜 下 易 被 检 出 3. 协 同 凝 集 试 验 是 以 志 贺 菌 IgG 抗 体 与 Cowan I 葡 萄 球 菌 结 合 成 为 试 剂, 用 来 检 测 病 人 粪 便 中 有 无 志 贺 菌 可 溶 性 抗 原 128

129 4. 胶 乳 凝 集 试 验 用 志 贺 菌 抗 血 清 致 敏 胶 乳, 使 与 粪 便 中 的 志 贺 菌 抗 原 起 凝 集 反 应 也 可 用 志 贺 菌 抗 原 致 敏 胶 乳, 来 诊 断 粪 便 中 有 无 志 贺 菌 抗 体 5. 分 子 生 物 学 方 法 PCR 技 术 基 因 探 针 检 测 140MD 的 大 质 粒 等 四 防 治 原 则 鉴 于 志 贺 菌 的 免 疫 防 御 机 制 主 要 是 分 泌 至 肠 粘 膜 表 面 的 SIgA, 而 SgA 需 由 活 菌 作 用 于 粘 膜 局 部 才 能 诱 发 因 此, 接 种 死 疫 苗 防 御 志 贺 菌 感 染 的 试 验 已 经 放 弃, 现 致 力 于 活 疫 苗 的 研 究 例 如 链 霉 素 依 赖 株 (streptomycin dependent strain,sd) 活 疫 苗 是 一 种 变 异 株, 环 境 中 存 在 有 链 霉 素 时 始 能 生 长 繁 殖 将 其 制 成 活 疫 苗 给 志 愿 者 口 服 后 因 正 常 人 体 内 不 存 在 链 霉 素, 该 Sd 株 不 能 生 长 繁 殖 ; 但 也 不 立 即 死 亡, 尚 可 有 一 定 程 度 的 侵 袭 志 愿 者 肠 粘 膜 而 激 发 局 部 免 疫 应 答, 产 生 SIgA 同 时, 血 清 中 的 IgM IgG 特 异 抗 体 也 增 多 Sd 活 疫 苗 的 免 疫 保 护 具 有 特 异 性 目 前 已 能 产 生 多 价 志 贺 菌 Sd 活 疫 苗 又 多 种 杂 交 株 活 疫 苗 也 在 研 究 之 中 如 将 志 贺 菌 的 大 质 粒 导 入 另 一 弱 毒 或 无 毒 菌 中, 形 成 二 价 减 毒 活 疫 苗 曾 被 选 为 研 究 对 象 的 有 宋 内 志 贺 菌 与 伤 寒 杆 菌 Ty2la 的 杂 交 疫 苗 等 治 疗 志 贺 菌 感 染 的 药 物 颇 多, 但 菌 很 易 出 现 多 重 耐 药 菌 株 同 一 菌 株 可 对 5-6 种 甚 至 更 多 药 物 耐 药, 给 防 治 工 作 带 来 很 大 困 难 第 三 节 沙 门 菌 属 沙 门 菌 属 (Salmonella) 是 一 群 寄 生 在 人 类 和 动 物 肠 道 中, 生 化 反 应 和 抗 原 结 构 相 关 的 革 兰 阴 性 杆 菌 根 据 生 化 反 应,DNA 同 源 性 等, 沙 门 菌 属 分 为 肠 道 沙 门 菌 (S.enterica) 和 邦 戈 沙 门 菌 (S.bongori) 两 个 种 肠 道 沙 门 菌 又 分 为 6 个 亚 种, 即 肠 道 亚 种 (Subsp.enterica) 萨 拉 姆 亚 种 (subsp.salamae) 亚 利 桑 那 亚 种 ( subsp.enterica ) 双 亚 利 桑 那 亚 种 ( subsp.diarigonae ) 豪 顿 亚 种 (subap.houtenae) 和 英 迪 加 亚 种 (subsp.indica) 沙 门 菌 属 细 菌 的 血 清 型 在 2000 种 以 上, 但 对 人 致 病 的 只 是 少 数, 例 如 引 起 肠 热 症 的 伤 寒 副 伤 寒 的 沙 门 菌 其 他 对 动 物 的 致 病, 有 些 沙 门 菌 偶 可 传 染 给 人, 引 起 食 物 中 毒 或 败 血 症, 如 鼠 伤 寒 沙 门 菌 肠 炎 沙 门 菌 鸭 沙 门 菌 猪 霍 乱 沙 门 菌 等 十 余 种 一. 生 物 学 性 状 大 小 μm( 图 9-3) 除 鸡 沙 门 菌 和 雏 沙 门 菌 (S.pullorum) 等 个 别 外, 都 有 周 身 鞭 毛 一 般 无 荚 膜 均 无 芽 孢 图 9-3 营 养 要 求 不 高, 在 普 通 琼 脂 平 板 上 形 成 中 等 大 小 无 色 半 透 明 的 S 型 菌 落 不 发 酵 乳 糖 或 蔗 糖 对 葡 萄 糖 麦 芽 糖 和 甘 露 糖 发 酵, 除 伤 寒 沙 门 菌 不 产 气 外, 其 它 沙 门 菌 均 产 酸 产 气 生 化 反 应 对 沙 门 菌 属 的 种 和 亚 种 鉴 定 有 重 要 意 义 ( 表 9-3) 表 9 3 区 别 沙 门 菌 属 的 种 和 亚 种 的 主 要 生 化 试 验 试 验 肠 道 沙 门 菌 肠 道 亚 种 萨 拉 姆 亚 种 亚 利 桑 那 亚 种 双 亚 利 桑 那 亚 种 豪 顿 亚 种 英 迪 加 亚 种 邦 戈 沙 门 菌 129

130 β 半 乳 糖 苷 酶 d + 明 胶 水 解 半 乳 糖 醛 酸 发 酵 KCN 生 长 丙 二 酸 酸 利 用 卫 矛 醇 发 酵 d + 粘 液 酸 盐 发 酵 d 酒 石 酸 盐 γ 谷 氨 酰 转 移 酶 β 葡 萄 糖 苷 酸 酶 d d d - 水 杨 苷 发 酵 山 梨 醇 发 酵 :>90% 菌 株 阳 性 ; -:>90% 菌 株 阴 性 ; d: 某 些 菌 株 阳 性 沙 门 菌 属 细 胞 的 抗 原 主 要 有 0 和 H 两 种 抗 原, 少 数 菌 中 尚 有 一 种 表 面 抗 原, 功 能 上 与 大 肠 杆 菌 的 K 抗 原 类 同 因 一 般 认 为 它 与 毒 力 (virulence) 有 关, 故 称 Vi 抗 原 沙 门 菌 0 抗 原 至 少 有 58 种, 以 阿 拉 伯 数 字 顺 序 排 列, 现 已 排 至 67( 其 中 有 9 种 被 删 除 ) 每 个 沙 门 菌 的 血 清 型 含 一 种 或 多 种 O 抗 原 凡 含 有 相 同 抗 原 组 分 的 归 为 一 个 组, 则 可 将 沙 门 菌 属 分 成 A-Z O51-O63 O65-O67 42 个 组 引 起 人 类 疾 病 的 沙 门 菌 大 多 数 在 A-E 组 据 Popoff 等 报 道,1995 年 时 沙 门 菌 属 血 清 型 已 有 2399 个, 其 中 绝 大 部 分 分 布 在 肠 道 沙 门 菌 各 亚 种 : 计 肠 道 亚 种 1416 萨 拉 姆 亚 种 477 亚 利 桑 那 亚 种 94 双 亚 利 桑 那 亚 种 371 豪 顿 亚 种 66 和 英 迪 加 亚 种 10 个 血 清 型 至 于 邦 戈 沙 门 菌, 仅 19 个 血 清 型 沙 门 菌 O 抗 原 分 第 I 相 和 第 II 相 两 种 第 I 相 特 异 性 高, 又 称 特 异 相, 以 a b c 表 示 第 II 相 特 异 性 低, 可 为 多 种 沙 门 菌 共 有, 故 亦 称 非 特 异 相, 以 表 示 一 个 菌 株 同 时 有 第 I 相 和 第 II 相 H 抗 原 的 称 双 相 菌, 仅 有 一 种 相 者 为 单 相 菌 每 一 组 沙 门 菌 根 据 H 抗 原 不 同, 可 进 一 步 将 组 内 沙 门 菌 分 成 不 用 菌 型 沙 门 菌 的 表 面 抗 原 主 要 是 Vi 抗 原, 新 分 离 的 伤 寒 沙 门 菌 和 希 氏 沙 门 菌 ( 原 称 丙 型 副 伤 寒 沙 门 菌,S.paratyphi C) 有 Vi 抗 原 Vi 抗 原 由 聚 -N- 乙 酸 -D- 半 乳 糖 胺 糖 醛 酸 组 成, 不 稳 定, 经 60 加 热 石 炭 酸 处 理 或 传 代 培 养 后 易 消 失 Vi 抗 原 存 在 于 菌 表 面, 可 阻 止 O 抗 原 与 其 相 应 抗 体 的 凝 集 反 应 常 见 的 沙 门 菌 的 抗 原 组 成 见 表 9-4 表 9-4 常 见 沙 门 菌 的 抗 原 组 分 O 组 菌 名 O 抗 原 H 抗 原 第 1 相 第 2 相 A 组 甲 型 副 伤 寒 沙 门 菌 (S.paratyphi A) 1,2,12 a - 130

131 B 组 C1 组 C2 组 D 组 E1 组 E2 组 E3 组 F 组 肖 氏 沙 门 菌 (S.schottmuelleri) 斯 坦 利 沙 门 菌 (S.stanley) 德 尔 卑 沙 门 菌 (S.derby) 鼠 伤 寒 沙 门 菌 (S.typhimurium) 海 登 堡 沙 门 菌 (S.heidelberg) 希 氏 沙 门 菌 (S.hirschfeldii) 猪 霍 乱 沙 门 菌 (S.cholerae-suis) 孔 成 道 夫 沙 门 菌 (S.kunzondolf) 汤 卜 逊 沙 门 菌 (S.thompson) 波 斯 坦 沙 门 菌 (S.potsdam) 纽 波 特 沙 门 菌 (S.newport) 病 牛 沙 门 菌 (S.bovis-morbificans) 仙 台 沙 门 菌 (S.sandai) 伤 寒 沙 门 菌 (S.typhi) 肠 炎 沙 门 菌 (S.enteritidis) 都 伯 林 沙 门 菌 (S.dublin) 鸡 沙 门 菌 (S.gallinarum) 鸭 沙 门 菌 (S.anatum) 火 鸡 沙 门 菌 (S.meleagridis) 纽 因 顿 沙 门 菌 (S.newington) 山 夫 顿 堡 沙 门 菌 (S.senftonberg) 阿 伯 丁 沙 门 菌 (S.aberdeen) 1,4,5,12 4,5,12 1,4,12 1,4,5,12 4,5,12 6,7,Vi 6,7 6,7 6,7 6,7 6,8 6,8 1,9,12 9,12,Vi 1,9,12 1,9,12 1,9,12 3,10 3,10 3,15 1,3,19 11 b d f,g i r c c - k l,v e,h r a d g,m g,p - e,h e,h e,h g,s,t i 1,2 1,2-1,2 1,2 1,5 1,5 1,5 1,5 e,n,z15 1,5 1,5 1, ,6 1 1,6-1,2 二 致 病 性 与 免 疫 性 致 病 物 质 沙 门 菌 有 较 强 的 内 毒 素, 并 有 一 定 的 侵 袭 力 个 别 菌 尚 能 产 生 肠 毒 素 1. 侵 袭 力 沙 门 菌 有 毒 株 能 侵 袭 小 肠 粘 膜 菌 经 一 类 称 为 M(microfold, 微 皱 摺 ) 细 胞 的 特 殊 上 皮 细 胞 进 入 机 体 其 步 骤 是 菌 先 粘 附 至 M 细 胞 表 面 ; 引 发 细 胞 肌 动 蛋 白 重 排 内 在 化, 菌 存 在 于 吞 噬 泡 ; 吞 噬 泡 转 送 未 经 降 解 的 菌 并 释 放 至 上 皮 下 区, 菌 为 固 有 层 中 的 巨 噬 细 胞 吞 噬 沙 门 菌 的 粘 附 和 穿 入 宿 主 细 胞, 由 染 色 体 上 的 侵 袭 素 基 因 inv 介 导 伤 寒 沙 门 菌 和 希 氏 沙 门 菌 在 宿 主 体 内 可 以 形 成 Vi 抗 原 该 抗 原 具 有 微 荚 膜 功 能, 能 抗 御 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 和 杀 伤, 并 阻 挡 抗 体 补 体 等 破 坏 菌 体 作 用 2. 内 毒 素 沙 门 菌 死 亡 后 释 放 出 的 内 毒 素, 可 引 起 宿 主 体 温 升 高 白 细 胞 数 下 降, 大 剂 量 时 导 致 中 毒 症 状 和 休 克 这 些 与 内 毒 素 的 激 活 补 体 替 代 途 径 产 生 C3a C5a 等, 以 及 诱 发 免 疫 细 胞 分 泌 TNT-α IL-1 IFN-γ 等 细 胞 因 子 有 关 3. 肠 毒 素 个 别 沙 门 菌 如 鼠 伤 寒 沙 门 菌 可 产 生 肠 毒 素, 其 性 质 类 似 ETEC 产 生 的 肠 毒 素 131

132 所 致 疾 病 只 对 人 类 致 病 的 仅 有 引 起 伤 寒 和 副 伤 寒 的 沙 门 菌 有 不 少 沙 门 菌 是 人 畜 共 患 病 的 病 原 菌 动 物 宿 主 范 围 很 广 家 畜 有 猪 牛 马 羊 猫 狗 等, 家 禽 有 鸡 鸭 等 ; 野 生 动 物 如 狮 熊 鼠 类, 以 及 冷 血 动 物 软 体 动 物 环 形 动 物 节 肢 动 物 等 均 可 带 菌 人 类 因 食 用 患 病 或 带 菌 动 物 的 肉 乳 蛋 或 被 病 鼠 尿 污 染 的 食 物 等 而 罹 患 人 类 沙 门 菌 感 染 有 4 种 类 型 : 1. 肠 热 症 包 括 伤 寒 沙 门 菌 引 起 的 伤 寒, 以 及 甲 型 副 伤 寒 沙 门 菌 肖 氏 沙 门 菌 ( 原 称 乙 型 副 伤 寒 沙 门 菌,S.paratyphi B) 希 氏 沙 门 菌 引 起 的 副 伤 寒 伤 寒 和 副 伤 寒 的 致 病 机 制 和 临 床 症 状 基 本 相 似, 只 是 副 伤 寒 的 病 情 较 轻, 病 程 较 短 沙 门 菌 是 胞 内 寄 生 菌 被 巨 噬 细 胞 吞 噬 后, 由 耐 酸 应 答 基 因 (acid tolerance response gene,atr) 介 导 使 菌 能 在 吞 噬 体 的 酸 性 环 境 中 生 存 和 繁 殖, 同 时 菌 产 生 过 氧 化 氢 酶 和 超 氧 化 物 歧 化 酶 等 保 护 菌 勿 受 胞 内 杀 菌 机 制 的 杀 伤 部 分 菌 通 过 淋 巴 液 到 达 肠 系 膜 淋 巴 结 大 量 繁 殖 后, 经 胸 导 管 进 入 血 流 引 起 第 一 次 菌 血 症 病 人 出 现 发 热 不 适 全 身 疼 痛 等 前 驱 症 状 菌 随 血 流 进 入 肝 脾 肾 胆 囊 等 器 官 并 在 其 中 繁 殖 后, 再 次 入 血 造 成 第 二 次 菌 血 症 该 时 症 状 明 显, 持 续 高 热, 出 现 相 对 缓 脉, 肝 脾 肿 大, 全 身 中 毒 症 状 显 著, 皮 肤 出 现 玫 瑰 疹, 外 周 血 白 细 胞 明 显 下 降 胆 囊 中 菌 通 过 胆 汁 进 入 肠 道, 一 部 分 随 粪 便 排 出 体 外, 另 一 部 分 再 次 侵 入 肠 壁 淋 巴 组 织, 使 已 致 敏 的 组 织 发 生 超 敏 反 应, 导 致 局 部 坏 死 和 溃 疡, 严 重 的 有 出 血 或 肠 穿 孔 并 发 症 肾 脏 中 的 病 菌 可 随 尿 排 出 以 上 病 变 在 疾 病 的 第 2-3 周 出 现 若 无 并 发 症, 自 第 2-3 周 后 病 情 开 始 好 转 2. 胃 肠 炎 ( 食 物 中 毒 ) 是 最 常 见 的 沙 门 菌 感 染, 约 占 70% 由 摄 入 大 量 (>10 8 ) 鼠 伤 寒 沙 门 菌 猪 霍 乱 沙 门 菌 肠 炎 沙 门 菌 等 污 染 引 起 潜 伏 期 6-24 小 时 起 病 急, 主 要 症 状 为 发 热 恶 心 呕 吐 腹 痛 水 样 泻, 偶 有 粘 液 或 脓 性 腹 泻 严 重 者 伴 迅 速 脱 水, 可 导 致 休 克 肾 功 能 衰 竭 而 死 亡, 此 大 多 发 生 在 婴 儿 老 人 和 身 体 衰 弱 者 一 般 沙 门 菌 胃 肠 炎 多 在 2-3 天 自 愈 3. 败 血 症 多 见 于 儿 童 和 免 疫 力 低 下 的 成 人 病 菌 以 猪 霍 乱 沙 门 菌 希 氏 沙 门 菌 鼠 伤 寒 沙 门 菌 肠 炎 沙 门 菌 等 常 见 症 状 严 重, 有 高 热 寒 战 厌 食 和 贫 血 等 败 血 症 因 病 菌 侵 入 血 循 环 引 起, 因 而 菌 可 随 血 流 导 致 脑 膜 炎 骨 髓 炎 胆 囊 炎 心 内 膜 炎 等 发 生 4. 无 症 状 带 菌 者 约 有 1%-5% 伤 寒 或 副 伤 寒 患 者, 在 症 状 消 失 后 1 年 仍 可 在 其 粪 便 中 检 出 有 相 应 沙 门 菌 这 些 菌 留 在 胆 囊 中, 成 为 人 类 伤 寒 和 副 伤 寒 病 原 菌 的 储 存 场 所 其 他 沙 门 菌 的 带 菌 者 很 少, 不 到 1%, 故 在 人 类 的 感 染 中 不 是 主 要 的 传 染 源 免 疫 性 肠 热 症 沙 门 菌 侵 入 宿 主 1 之 后, 主 要 在 细 胞 内 生 长 繁 殖, 因 而 要 彻 底 杀 灭 这 类 胞 内 寄 生 菌, 特 异 性 细 胞 免 疫 是 主 要 防 御 机 制 在 致 病 过 程 中, 沙 门 菌 亦 可 有 存 在 于 血 流 和 细 胞 外 的 阶 段, 故 特 异 性 体 液 抗 体 也 有 辅 助 杀 菌 作 用 胃 肠 炎 的 恢 复 与 肠 道 局 部 生 成 SIgA 有 关 三 微 生 物 学 检 查 法 标 本 肠 热 症 因 病 程 不 同 采 取 不 同 标 本 第 1 周 取 外 周 血, 第 1-3 周 取 骨 髓 液, 第 2 周 起 取 粪 便 和 尿 液 胃 肠 炎 取 粪 便 呕 吐 物 和 可 疑 食 物 败 血 症 取 血 液 132

133 分 离 培 养 和 鉴 定 血 液 和 骨 髓 液 需 要 增 菌, 然 后 再 划 种 于 血 琼 脂 平 板 ; 粪 便 和 经 离 心 的 尿 沉 淀 物 等 直 接 接 种 于 肠 道 鉴 别 培 养 基 或 SS (Salmonella-Shigella) 选 择 培 养 基 37 孵 育 24 小 时 后, 挑 取 无 色 半 透 明 的 乳 糖 不 发 酵 菌 落 接 种 至 双 糖 或 三 糖 铁 培 养 基 若 疑 为 沙 门 菌, 再 继 续 作 系 列 生 化 反 应, 并 用 沙 门 菌 多 价 抗 血 清 作 玻 片 凝 集 试 验 予 以 确 定 近 有 学 者 采 用 SPA 协 同 凝 集 试 验 对 流 免 疫 电 泳 胶 乳 凝 集 试 验 和 ELISA 法 等, 来 快 速 早 期 诊 断 粪 便 血 清 或 尿 液 中 的 沙 门 菌 等 可 溶 性 抗 原 分 子 生 物 学 技 术 也 可 用 于 沙 门 菌 感 染 中 基 因 探 针 可 检 出 标 本 中 的 伤 寒 沙 门 菌 量 需 1000 个 ; 而 PCR 法 对 10 个 伤 寒 沙 门 菌 就 可 检 出 在 流 行 病 学 调 查 和 传 染 源 追 踪 中,Vi 噬 菌 体 分 型 只 是 一 种 常 用 方 法 标 准 Vi 噬 菌 体 有 33 个 型, 其 特 异 性 比 血 清 学 分 型 更 为 专 一 血 清 学 诊 断 肠 热 症 由 伤 寒 沙 门 菌 和 甲 型 副 伤 寒 沙 门 菌 肖 氏 沙 门 菌 希 氏 沙 门 菌 所 引 起, 病 程 长 因 目 前 使 用 抗 生 素 普 遍, 肠 热 症 的 症 状 常 不 典 型, 临 床 标 本 阳 性 分 离 率 低, 故 血 清 学 试 验 仍 有 其 协 助 诊 断 意 义 用 于 肠 热 症 的 血 清 学 试 验 有 肥 达 (Widal) 试 验 间 接 血 凝 法 ELISA 法 等, 其 中 肥 达 试 验 仍 较 普 及 肥 达 试 验 是 用 已 知 伤 寒 沙 门 菌 菌 体 (O) 抗 原 和 鞭 毛 (H) 抗 原, 以 及 引 起 副 伤 寒 的 甲 型 副 伤 寒 肖 氏 沙 门 菌 希 氏 沙 门 菌 H 抗 原 的 诊 断 菌 液 与 受 检 血 清 作 试 管 或 微 孔 板 凝 集 试 验, 测 定 受 检 血 清 中 有 无 相 应 抗 体 及 其 效 价 的 试 验 肥 达 试 验 结 果 的 解 释 必 须 结 合 临 床 表 现 病 程 病 史, 以 及 地 区 流 行 病 学 情 况 1. 正 常 值 人 们 因 沙 门 菌 隐 性 感 染 或 预 防 接 种, 血 清 中 可 含 有 一 定 量 的 有 关 抗 体, 且 其 效 价 随 地 区 而 有 差 异 一 般 是 伤 寒 沙 门 菌 O 凝 集 效 价 1:80,H 凝 集 效 价 1:160, 引 起 副 伤 寒 的 沙 门 菌 H 凝 集 效 价 1:80 时 才 有 诊 断 价 值 2. 动 态 观 察 有 时 单 次 效 价 增 高 不 能 定 论, 可 在 病 程 中 逐 周 复 查 若 效 价 逐 次 递 增 或 恢 复 期 效 价 比 初 次 4 倍 者 始 有 意 义 3.O 与 H 抗 体 的 诊 断 意 义 患 伤 寒 或 副 伤 寒 后,O 与 H 在 体 内 的 消 长 情 况 不 同 IgM 类 O 抗 体 出 现 较 早, 持 续 约 半 年, 消 退 后 不 易 受 非 伤 寒 沙 门 菌 等 病 原 体 的 非 特 异 刺 激 而 重 现 IgG 类 H 抗 体 则 出 现 较 晚, 持 续 时 间 长 达 数 年, 消 失 后 易 受 非 特 异 性 病 原 刺 激 而 能 短 暂 地 重 新 出 现 因 此,O H 凝 集 效 价 均 超 过 正 常 值, 则 肠 热 症 的 可 能 性 大 ; 如 两 者 均 低, 患 病 可 能 性 小 ; 若 O 不 高 H 高, 有 可 能 是 预 防 接 种 或 非 特 异 性 回 忆 反 应 ; 如 O 高 H 不 高, 则 可 能 是 感 染 早 期 或 与 伤 寒 沙 门 菌 O 抗 原 有 交 叉 反 应 的 其 他 沙 门 菌 ( 如 肠 炎 沙 门 菌 ) 感 染 4. 其 他 有 少 数 病 例, 在 整 个 病 程 中, 肥 达 试 验 始 终 在 正 常 范 围 内 其 原 因 可 能 由 于 早 期 使 用 抗 生 素 治 疗, 或 患 者 免 疫 功 能 低 下 等 所 致 伤 寒 不 同 病 期 血 粪 尿 中 的 病 原 菌 和 特 异 性 O 凝 集 素 的 检 出 阳 性 率 见 图 9-4 图 9-4 伤 寒 带 菌 者 的 检 出 分 离 出 病 原 菌 是 最 可 靠 的 方 法 标 本 采 取 可 疑 者 粪 便 肛 拭 胆 汁 或 尿 液, 但 检 出 率 不 高 一 般 可 先 用 血 清 学 方 法 检 测 可 疑 者 Vi 抗 体 效 价, 若 1:10 时, 再 反 复 取 粪 便 等 标 本 进 行 分 离 培 养, 以 确 定 是 否 为 伤 寒 带 菌 者 133

134 四 防 治 原 则 伤 寒 副 伤 寒 的 免 疫 预 防, 过 去 一 直 沿 用 皮 下 接 种 死 疫 苗 虽 有 一 定 的 保 护 作 用, 但 效 低 副 反 应 大, 不 够 理 想 减 毒 口 服 活 疫 苗 是 研 究 方 向 目 前 以 伤 寒 沙 门 菌 Ty21a 活 疫 苗 较 好 伤 寒 菌 Ty21a 株 系 尿 苷 二 磷 酸 半 乳 糖 -4- 差 向 异 构 酶 缺 失 株 (gal E 突 变 株 ) 由 于 酶 的 缺 陷, 在 半 乳 糖 存 在 时 虽 能 合 成 有 免 疫 原 性 的 细 胞 壁 LPS; 但 同 时 因 半 乳 糖 中 间 产 物 的 堆 积, 阻 碍 代 谢 过 程 的 完 成, 致 使 细 菌 生 长 停 顿 渐 趋 死 亡 此 可 解 说 为 何 Ty21a 菌 在 接 种 者 体 内 能 够 短 期 生 存, 诱 发 免 疫 应 答 的 原 因 经 志 愿 者 试 验, 口 服 Ty21a 活 疫 苗 后, 粪 便 中 排 菌 仅 一 天, 表 明 该 菌 在 人 体 内 不 能 持 续 生 长 繁 殖 用 有 毒 株 攻 击, 攻 击 菌 很 快 被 排 出, 提 示 经 口 服 免 疫 后 的 肠 道 已 产 生 阻 止 病 菌 粘 附 的 功 能 又 经 现 场 试 验,Ty21a 活 疫 苗 安 全 副 反 应 小, 接 种 者 有 显 著 免 疫 以 防 护 作 用, 有 效 期 至 少 3 年 第 四 节 其 他 菌 属 一 克 雷 伯 菌 属 克 雷 伯 菌 属 (klebsiella) 有 5 个 种 : 肺 炎 克 氏 菌 (K.pneumoniae) 催 娩 克 氏 菌 (K.axytoca) 解 鸟 氨 酸 克 氏 菌 (K.ornithinolytica) 植 生 克 氏 菌 (K.planticola) 和 土 生 克 氏 菌 (K.terrigena) 其 中 肺 炎 克 氏 菌 又 可 分 3 个 亚 种 : 肺 炎 亚 种 (subsp.pneumoniae) 鼻 炎 亚 种 (subsp.azaenae) 和 鼻 硬 结 亚 种 (subsp.rhinoscleromatis) 肺 炎 克 氏 菌 肺 炎 亚 种, 亦 称 Friedlánder 杆 菌 通 称 肺 炎 杆 菌 革 兰 阴 性 大 小 /μm, 球 杆 形, 常 端 端 成 对 排 列 无 鞭 毛 有 较 厚 的 荚 膜 多 数 菌 株 有 菌 毛 营 养 要 求 不 高, 在 普 通 培 养 基 上 生 长 的 菌 落 大, 呈 粘 液 状, 相 互 融 合, 以 接 种 环 挑 之 易 拉 成 丝, 此 特 征 有 助 于 鉴 别 有 O 抗 原 和 K 抗 原, 后 者 是 分 型 的 依 据 肺 炎 克 氏 菌 有 80 多 个 型 肺 炎 亚 种 大 多 属 于 3 12 型 ; 臭 鼻 亚 种 几 乎 全 为 4 型, 少 数 5 或 6 型 ; 鼻 硬 结 亚 种 多 数 为 3 型 肺 炎 克 氏 菌 肺 炎 亚 种 存 在 于 人 类 肠 道 呼 吸 道 以 及 水 和 谷 物 当 机 体 免 疫 力 降 低 或 长 期 大 量 使 用 抗 生 素 导 致 菌 群 失 调 时 引 起 感 染 常 见 有 肺 炎 支 气 管 炎 泌 尿 道 和 创 伤 感 染, 有 时 引 起 严 重 的 败 血 症 脑 膜 炎 腹 膜 炎 等 目 前 是 除 大 肠 杆 菌 外 的 医 源 性 感 染 最 重 要 条 件 致 病 菌 肺 炎 克 氏 菌 臭 鼻 亚 种 通 称 臭 鼻 杆 菌 能 引 起 慢 性 萎 缩 性 鼻 炎, 侵 犯 鼻 咽 部, 使 组 织 发 生 坏 死 二 变 形 杆 菌 属 变 形 杆 菌 属 (Proteus) 有 4 个 种 : 普 通 变 形 杆 菌 (P.vulgaris) 奇 异 变 形 杆 菌 (P.mirabilis) 产 粘 变 形 杆 菌 (P. myxofaciens) 和 潘 氏 变 形 杆 菌 (P.permeri) 革 兰 阴 性 大 小 μm 有 明 显 多 形 性, 可 为 球 状 或 丝 状 无 荚 膜 幼 龄 培 养 物 中 有 周 身 鞭 毛, 运 动 活 泼 有 菌 毛, 可 粘 附 至 植 物 和 真 菌 细 胞 表 面, 但 不 能 与 动 物 或 人 类 细 胞 粘 附 营 养 要 求 不 高 在 固 体 培 养 基 上 呈 扩 散 性 生 长, 形 成 以 菌 接 种 部 位 为 中 心 的 厚 薄 交 替 同 心 圆 型 的 层 层 波 状 菌 苔, 称 为 迁 徙 生 长 现 象 (swarming growth phenomenon), 其 原 因 不 明 若 在 培 养 基 中 加 入 0.1% 石 炭 酸 0.4% 硼 酸 或 4% 乙 醇, 或 将 琼 脂 浓 度 增 加 至 5%, 则 抑 制 鞭 毛 生 长, 迁 徙 现 象 消 失, 形 成 一 般 的 菌 落 能 迅 速 分 解 尿 素, 是 本 菌 属 的 一 个 重 要 特 征 个 别 菌 株 发 酵 乳 糖 134

135 变 形 杆 菌 属 根 据 菌 体 抗 原 分 解, 再 以 鞭 毛 抗 原 分 型, 现 至 少 有 100 多 个 血 清 型 普 通 变 形 杆 菌 X 19 X 2 和 Xk 菌 株 含 有 的 菌 体 O 抗 原, 可 与 斑 疹 伤 寒 立 克 次 体 和 恙 虫 病 立 克 次 体 的 部 分 抗 原 发 生 交 叉 反 应, 故 可 用 以 代 替 立 克 次 体 作 为 抗 原 与 患 者 血 清 进 行 凝 集 反 应 此 称 为 外 斐 试 验 (Weil-Felix test), 以 辅 助 诊 断 有 关 的 立 克 次 体 病 现 证 明 变 形 杆 菌 与 立 克 次 体 间 抗 原 的 相 同 部 分 是 其 耐 热 耐 稀 碱 的 组 分 变 形 杆 菌 在 自 然 界 分 布 很 广, 存 在 于 土 壤 污 水 和 垃 圾 中, 人 和 动 物 的 肠 道 也 经 常 存 在 在 肠 道 中 一 般 不 致 病 奇 异 变 形 杆 菌 和 普 通 变 形 杆 菌 是 仅 次 于 大 肠 杆 菌 的 泌 尿 道 感 染 的 主 要 病 原 菌 其 泌 尿 酶 可 分 解 尿 素 产 氨, 使 尿 液 ph 增 高, 碱 性 环 境 有 利 于 变 形 杆 菌 的 生 长 肾 结 石 和 膀 胱 结 石 的 形 成 可 能 与 变 形 杆 菌 感 染 有 关 有 的 菌 株 尚 可 引 起 脑 膜 炎 腹 膜 炎 败 血 症 和 食 物 中 毒 等 潘 氏 变 形 杆 菌 偶 从 临 床 标 本 中 分 离 到, 是 引 起 医 院 感 染 的 病 原 菌 产 粘 变 形 杆 菌 尚 未 从 人 类 感 染 中 分 离 出 三 摩 根 菌 属 摩 根 菌 属 (Morganella) 只 有 摩 氏 摩 根 菌 (M.morganii) 一 个 种 形 态 染 色 和 生 化 反 应 特 征 与 变 形 杆 菌 相 似, 但 无 迁 徙 现 象 以 枸 橼 酸 盐 阴 性 硫 化 氢 阴 性 和 鸟 氨 酸 脱 羧 酶 阳 性 为 其 特 征 摩 氏 摩 根 菌 可 致 泌 尿 道 感 染 和 伤 口 感 染, 有 时 可 引 起 腹 泻 四 枸 橼 酸 杆 菌 属 枸 橼 酸 杆 菌 属 (Citrobacter) 有 3 个 种 : 弗 劳 地 枸 橼 酸 杆 菌 (C.freundii) 异 型 枸 橼 酸 杆 菌 (C.diversus) 和 无 丙 二 酸 盐 枸 橼 酸 杆 菌 (C.amalonaticus) 后 又 增 加 了 一 个 无 丙 二 酸 盐 枸 橼 酸 杆 菌 生 物 1 群 (C.amalonaticus biogroup 1) 革 兰 阴 性 杆 菌 周 身 鞭 毛 无 芽 孢 无 荚 膜 营 养 要 求 不 高 菌 落 呈 灰 白 色 湿 润 隆 起 边 缘 整 齐, 直 径 2 4mm 乳 糖 发 酵, 产 生 硫 化 氢 枸 橼 酸 杆 菌 广 泛 存 在 于 自 然 界, 是 人 和 动 物 肠 道 的 正 常 菌 群, 也 是 条 件 致 病 菌 弗 劳 地 枸 橼 酸 杆 菌 引 起 胃 肠 道 感 染, 德 国 报 道 有 的 菌 株 产 生 vero 毒 素, 曾 暴 发 出 血 性 肠 炎 流 行, 并 有 HUS 并 发 异 型 枸 橼 酸 杆 菌 可 引 起 新 生 儿 脑 膜 炎 和 败 血 症 无 丙 二 酸 盐 枸 橼 酸 杆 菌 偶 可 自 粪 便 标 本 中 分 离 到 有 时 枸 橼 酸 杆 菌 与 产 黑 色 素 类 杆 菌 等 革 兰 阴 性 无 芽 孢 厌 氧 菌 等 合 并 感 染 五 肠 杆 菌 属 肠 杆 菌 属 (Enterobacter) 有 11 个 种 : 产 气 肠 杆 菌 (E.aerogenes) 阴 沟 肠 杆 菌 (E.cloacae) 杰 高 维 肠 杆 菌 (E.gergoviae) 坂 崎 肠 杆 菌 (E.sakazakii) 泰 洛 肠 杆 菌 ( E.taylorae ) 河 生 肠 杆 菌 ( E.aminigenus ) 中 间 肠 杆 菌 (E.intermedius) 阿 氏 肠 杆 菌 (E.asburiae) 致 癌 肠 杆 菌 (E.cancerogenus) 溶 解 肠 杆 菌 (E.dissolvens) 和 超 压 肠 杆 菌 (E.nimipressualis) 革 兰 阴 性 粗 短 杆 菌 周 身 鞭 毛 无 芽 孢 有 的 菌 株 有 荚 膜 营 养 要 求 不 高, 在 普 通 琼 脂 平 板 上 形 成 湿 润 灰 白 或 黄 色 的 粘 液 状 大 菌 落 发 酵 乳 糖, 不 产 生 硫 化 氢 肠 杆 菌 属 是 肠 杆 菌 科 中 最 常 见 的 环 境 菌 群, 但 不 是 肠 道 的 常 居 菌 群 是 条 件 致 病 菌 产 气 肠 杆 菌 和 阴 沟 肠 杆 菌 常 可 从 临 床 标 本 中 分 离 到, 与 泌 尿 道 呼 吸 道 和 伤 口 感 染 有 关, 偶 引 起 败 血 症 和 脑 膜 炎 一 般 不 引 起 腹 泻 杰 高 维 肠 杆 菌 可 引 起 泌 尿 道 感 染, 从 呼 吸 道 和 血 液 中 亦 曾 分 离 出 坂 崎 肠 杆 菌 引 起 的 新 生 儿 脑 膜 炎 和 败 血 症, 死 亡 率 可 高 达 75% 左 右 135

136 泰 洛 肠 杆 菌 可 从 血 液 和 脑 脊 液 分 离 出 ; 阿 氏 肠 杆 菌 亦 曾 从 血 液 粪 便 尿 液 呼 吸 道 分 泌 液 和 伤 口 渗 出 液 等 标 本 中 分 离 到 六 沙 雷 菌 属 沙 雷 菌 属 (Serratia) 有 6 个 种 和 1 个 群 : 粘 质 沙 雷 菌 (S.marcescens) 深 红 沙 雷 菌 ( S.rubidace ) 臭 味 沙 雷 菌 ( S.oderifera ) 普 城 沙 雷 菌 (S.plymuthica) 无 花 果 沙 雷 菌 (S.ficaria) 和 虫 媒 沙 雷 菌 (S.etomophila), 以 及 沙 雷 菌 液 化 群 (S.liquefaciens group) 革 兰 阴 性 小 杆 菌 周 身 鞭 毛 臭 味 沙 雷 菌 有 微 荚 膜, 其 他 菌 种 无 无 芽 孢 粘 质 沙 雷 菌 是 细 菌 中 最 小 的, 常 用 于 检 查 除 菌 滤 器 的 除 菌 效 果 营 养 要 求 不 高 菌 落 不 透 明, 白 色 红 色 或 粉 红 色 色 素 有 两 种 灵 菌 红 素 (prodigiosin) 非 水 溶 性, 不 扩 散 ; 吡 羧 酸 (pyrimine) 为 水 溶 性 能 扩 散 的 粉 红 色 色 素 沙 雷 菌 可 自 土 壤 水 人 和 动 物 的 粪 便 中 分 离 到 长 期 来 认 为 对 人 体 无 害 近 发 现 粘 质 沙 雷 菌 可 引 起 肺 炎 泌 尿 道 感 染 败 血 症, 以 及 外 科 术 后 感 染 ; 臭 味 沙 雷 菌 与 医 院 感 染 败 血 症 有 关 ; 普 城 沙 雷 菌 亦 可 致 败 血 症 ( 陆 德 源 ) 第 10 章 弧 菌 属 弧 菌 属 (Vibrio) 细 菌 是 一 大 群 菌 体 短 小, 弯 曲 成 弧 形 的 革 兰 阴 性 菌, 本 菌 属 与 肠 杆 菌 科 的 主 要 不 同 点 是 氧 化 酶 试 验 阳 性 ( 麦 契 尼 可 夫 弧 菌 除 外 ) 和 有 一 根 位 于 菌 体 一 端 的 单 鞭 毛 弧 菌 属 细 菌 广 泛 分 布 于 自 然 界, 以 水 中 最 多 本 菌 属 目 前 有 36 个 种, 其 中 至 少 有 12 个 种 与 人 类 感 染 有 关, 尤 以 霍 乱 弧 菌, 副 溶 血 性 弧 菌 最 为 重 要 第 一 节 霍 乱 弧 菌 霍 乱 弧 菌 (V.cholerae) 是 引 起 烈 性 传 染 病 霍 乱 的 病 原 体, 二 千 多 年 前 已 有 记 载 自 1817 年 以 来, 已 发 生 过 7 次 世 界 性 霍 乱 大 流 行, 前 6 次 均 由 霍 乱 弧 菌 古 典 生 物 型 引 起,1961 年 开 始 的 第 7 次 大 流 行 由 霍 乱 弧 菌 El Tor 生 物 型 引 起 1992 年 一 个 新 的 流 行 株 O139(Bengal) 在 沿 孟 加 拉 弯 的 印 度 和 孟 加 拉 一 些 城 市 出 现, 并 很 快 传 遍 亚 洲, 这 是 首 次 由 非 O1 群 霍 乱 弧 菌 引 起 的 流 行 一 生 物 学 性 状 136

137 形 态 与 染 色 霍 乱 弧 菌 菌 体 大 小 为 0.5~ ~3µm 从 病 人 新 分 离 出 的 细 菌 形 态 典 型, 呈 弧 型 或 逗 点 状 ( 图 10-1) 但 经 人 工 培 养 后, 细 菌 常 呈 杆 状 而 不 易 与 肠 道 杆 菌 区 别 革 兰 染 色 阴 性 特 殊 结 构 有 菌 毛, 无 芽 胞, 有 些 菌 株 ( 包 括 O139) 有 荚 膜, 在 菌 体 一 端 有 一 根 单 鞭 毛 若 取 病 人 米 泔 水 样 粪 便 或 培 养 物 作 悬 滴 观 察, 细 菌 运 动 非 常 活 泼, 呈 穿 梭 样 或 流 星 状 ( 图 10-1) 培 养 特 性 与 生 化 反 应 兼 性 厌 氧, 营 养 要 求 不 高 生 长 繁 殖 的 温 度 范 围 广 (18~37 ), 故 可 在 外 环 境 中 生 存 耐 碱 不 耐 酸, 在 ph8.8~9.0 的 碱 性 蛋 白 胨 水 或 碱 性 琼 脂 平 板 上 生 长 良 好, 因 其 它 细 菌 在 此 ph 中 不 易 生 长, 故 初 次 分 离 霍 乱 弧 菌 常 用 碱 性 蛋 白 胨 水 增 菌 霍 乱 弧 菌 可 在 无 盐 环 境 中 生 长, 而 其 它 致 病 性 弧 菌 则 不 能 霍 乱 弧 菌 为 过 氧 化 氢 酶 阳 性, 氧 化 酶 阳 性, 能 发 酵 很 多 常 见 的 单 糖 双 糖 和 醇 糖, 如 葡 萄 糖 蔗 糖 和 甘 露 醇, 产 酸 不 产 气 ; 不 分 解 阿 拉 伯 胶 糖 ; 能 还 原 硝 酸 盐, 吲 哚 反 应 阳 性 抗 原 构 造 与 分 型 霍 乱 弧 菌 有 耐 热 的 0 抗 原 和 不 耐 热 的 H 抗 原 根 据 0 抗 原 不 同, 现 已 有 155 个 血 清 群, 其 中 O1 群 O139 群 引 起 霍 乱, 其 余 的 血 清 群 分 布 于 地 面 水 中, 可 引 起 人 类 胃 肠 炎 等 疾 病, 但 从 未 引 起 霍 乱 的 流 行 H 抗 原 无 特 异 性, 免 疫 扩 散 试 验 表 明 所 有 霍 乱 弧 菌 拥 有 相 同 的 H 抗 原 O1 群 霍 乱 弧 菌 根 据 其 菌 体 抗 原 由 3 种 抗 原 因 子 A B C 组 成, 又 可 分 为 3 个 血 清 型 : 小 川 型 (Ogawa) 稻 叶 型 ( Inaba) 和 彦 岛 型 (Hikojima)( 表 10-1) 表 10-1 霍 乱 弧 菌 O1 群 血 清 型 血 清 型 ( 抗 原 组 分 ) O1 多 克 隆 抗 体 O1 单 克 隆 抗 体 A B C 出 现 频 率 造 成 流 行 小 川 型 (AB) 常 见 是 137

138 稻 叶 型 (AC) 彦 岛 型 (ABC) 常 见 是 极 少 见 未 知 + 凝 集 ; 不 凝 集 根 据 表 型 差 异,O1 群 霍 乱 弧 菌 的 每 一 个 血 清 型 还 可 分 为 2 个 生 物 型, 即 古 典 生 物 型 (classical biotype) 和 El Tor 生 物 型 (El Tor biotype) 因 在 埃 及 西 奈 半 岛 El Tor 检 疫 站 首 次 分 离 出 而 命 名 ) 古 典 生 物 型 不 溶 解 羊 红 细 胞, 不 凝 集 鸡 红 细 胞, 对 50IU 的 多 粘 菌 素 敏 感, 可 被 第 IV 群 噬 菌 体 裂 解, 而 El Tor 弧 菌 则 完 全 相 反 O139 群 在 抗 原 性 方 面 与 O1 群 之 间 无 交 叉, 序 列 分 析 发 现 O139 群 失 去 了 O1 群 的 0 抗 原 基 因, 出 现 了 一 个 约 36 kb 的 新 基 因, 编 码 与 O1 群 不 同 的 脂 多 糖 抗 原 和 荚 膜 多 糖 抗 原, 但 与 O22 和 O155 等 群 可 产 生 抗 原 性 交 叉 在 遗 传 性 方 面, 如 核 糖 型, 限 制 性 酶 切 电 泳 图 谱, 外 膜 蛋 白, 毒 性 基 因 等 则 与 O1 群 的 古 典 型 和 El Tor 生 物 型 的 流 行 株 相 似 抵 抗 力 El Tor 生 物 型 和 其 它 非 01 群 霍 乱 弧 菌 在 外 环 境 中 的 生 存 力 较 古 典 型 为 强, 在 河 水 井 水 及 海 水 中 可 存 活 1~3 周, 有 时 还 可 越 冬 本 菌 不 耐 酸, 在 正 常 胃 酸 中 仅 能 存 活 4 分 钟 55 C 湿 热 15 分 钟,100 C 煮 沸 1~2 分 钟,0.5ppm 氯 15 分 钟 能 杀 死 霍 乱 弧 菌 以 1:4 比 例 加 漂 白 粉 处 理 病 人 排 泄 物 或 呕 吐 物, 经 1 小 时 可 达 到 消 毒 目 的 二 致 病 性 致 病 物 质 霍 乱 弧 菌 的 致 病 物 质 涉 及 到 染 色 体 上 多 个 基 因, 它 们 主 要 包 括 由 ToxR 蛋 白 调 控 的 ctxa ctxb tcp zot ace 等 基 因, 另 外 还 有 二 个 不 受 ToxR 蛋 白 调 控 的 毒 力 因 子 基 因 hlya 和 hap 1. 霍 乱 肠 毒 素 是 目 前 已 知 的 致 泻 毒 素 中 最 为 强 烈 的 毒 素, 是 肠 毒 素 的 典 138

139 型 代 表 由 一 个 A 亚 单 位 ( 分 子 量 为 27.2kDa) 和 5 个 相 同 的 B 亚 单 位 ( 每 个 亚 单 位 分 子 量 为 11.7kDa) 构 成 的 一 个 热 不 稳 定 性 多 聚 体 蛋 白, 分 别 由 结 构 基 因 ctx(cholera toxin)a 和 ctxb 编 码 ctxab 操 纵 子 位 于 染 色 体 上 称 作 核 心 区 的 部 位, 核 心 区 的 两 端 为 重 复 序 列 (RS1) 霍 乱 弧 菌 古 典 生 物 型 染 色 体 上 广 泛 散 布 着 以 2 拷 贝 ctx 为 一 组 的 CTX 单 元, El Tor 生 物 型 染 色 体 上 CTX 则 为 多 拷 贝 随 机 分 布 B 亚 单 位 可 与 小 肠 粘 膜 上 皮 细 胞 GM1 神 经 节 苷 脂 受 体 结 合, 介 导 A 亚 单 位 进 入 细 胞,A 亚 单 位 在 发 挥 毒 性 作 用 前 需 经 蛋 白 酶 作 用 裂 解 为 A1 和 A2 两 条 多 肽 A1 作 为 腺 苷 二 磷 酸 核 糖 基 转 移 酶 可 使 NAD( 辅 酶 I) 上 的 腺 苷 二 磷 酸 核 糖 转 移 到 G 蛋 白 上, 称 G S,G S 的 活 化 可 使 细 胞 内 camp 水 平 升 高, 主 动 分 泌 Na + K + HCO 3 和 水, 导 致 严 重 的 腹 泻 与 呕 吐 此 外, 在 ctx 操 纵 子 上 游 还 存 在 两 个 编 码 毒 性 相 关 的 zot (zonula occludens toxin, 小 带 联 结 毒 素 ) ace (accessory cholera enterotoxin) 基 因 在 实 验 兔 中, 其 编 码 产 物 Zot 能 增 加 肠 粘 膜 的 通 透 性 ;Ace 使 结 扎 的 回 肠 段 中 液 体 聚 积 志 愿 者 口 服 ctxab 缺 失 的 基 因 工 程 变 异 株 产 生 的 轻 度 腹 泻 可 能 与 这 二 个 毒 性 基 因 有 关 2. 鞭 毛 菌 毛 及 其 它 毒 力 因 子 霍 乱 弧 菌 活 泼 的 鞭 毛 运 动 有 助 于 细 菌 穿 过 肠 粘 膜 表 面 粘 液 层 而 接 近 肠 壁 上 皮 细 胞 细 菌 的 普 通 菌 毛 是 细 菌 定 居 于 小 肠 所 必 须 的 因 子 只 有 粘 附 定 居 后 方 可 致 病 与 此 相 关 基 因 有 acf 和 tcpa acf (accessory colonization factor) 编 码 粘 附 素 ; tcpa (toxin coregulated pilus A) 编 码 菌 毛 蛋 白 中 一 个 分 子 量 为 20.5kDa 的 重 要 亚 单 位 实 验 发 现 使 tcp 失 活 后, 变 异 株 即 失 去 定 居 功 能 和 致 泻 特 性 其 他 毒 力 因 子 还 有 hlya(hemolytic-cytolytic A) 基 因 编 码 的 具 有 溶 血 - 溶 细 胞 的 蛋 白 ;hap(hemagglutinin/protease) 基 因 编 码 的 有 助 于 细 菌 从 死 亡 细 胞 上 解 离 的 血 凝 素 / 蛋 白 酶 O139 群 除 具 有 上 述 O1 群 的 致 病 物 质 和 相 关 基 因 外, 还 存 在 多 糖 荚 膜 和 特 殊 LPS 毒 性 决 定 簇, 其 功 能 是 抵 抗 血 清 中 杀 菌 物 质 和 能 粘 附 到 小 肠 粘 膜 上, 不 表 达 LPS 决 定 簇 和 荚 膜 的 TnphoA 突 变 株 则 对 血 清 易 感 所 致 疾 病 引 起 烈 性 肠 道 传 染 病 霍 乱, 为 我 国 的 甲 类 法 定 传 染 病 在 自 然 情 况 下, 人 类 是 霍 乱 弧 菌 的 唯 一 易 感 者 在 地 方 性 流 行 区, 除 病 人 外, 无 症 状 感 染 者 也 是 重 要 传 染 源 传 播 途 径 主 要 是 通 过 污 染 的 水 源 或 食 物 经 口 摄 入, 人 与 人 139

140 之 间 的 直 接 传 播 不 常 见 在 正 常 胃 酸 条 件 下, 需 要 进 入 大 量 的 细 菌 (10 8 ) 方 能 引 起 感 染, 但 当 胃 酸 低 时, 感 染 剂 量 可 减 少 到 10 3 ~10 5 个 细 菌 病 菌 到 达 小 肠 后, 粘 附 于 肠 粘 膜 表 面 并 迅 速 繁 殖, 不 侵 入 肠 上 皮 细 胞 和 肠 腺, 细 菌 在 繁 殖 过 程 中 产 生 肠 毒 素 而 致 病 O1 群 霍 乱 弧 菌 感 染 可 从 无 症 状 或 轻 型 腹 泻 到 严 重 的 致 死 性 腹 泻, 霍 乱 弧 菌 古 典 生 物 型 所 致 疾 病 较 El tor 生 物 型 严 重 典 型 病 例 一 般 在 吞 食 细 菌 后 2~3 天 突 然 出 现 剧 烈 腹 泻 和 呕 吐, 在 疾 病 最 严 重 时, 每 小 时 失 水 量 可 高 达 1 升, 排 出 如 米 泔 水 样 腹 泻 物 由 于 大 量 水 分 和 电 解 质 丧 失 而 导 致 失 水, 代 谢 性 酸 中 毒, 低 碱 血 症 和 低 容 量 性 休 克 及 心 力 不 齐 和 肾 衰 竭, 如 未 经 治 疗 处 理, 病 人 死 亡 率 高 达 60%, 但 若 及 时 给 病 人 补 充 液 体 及 电 解 质, 死 亡 率 可 小 于 1% O139 群 霍 乱 弧 菌 感 染 比 O1 群 严 重, 表 现 为 严 重 脱 水 和 高 死 亡 率, 又 成 人 病 例 所 占 比 例 较 高 70%, 而 O1 群 霍 乱 弧 菌 流 行 高 峰 期, 儿 童 病 例 约 占 60% 病 愈 后 一 些 患 者 可 短 期 带 菌, 一 般 不 超 过 2 周, 个 别 El Tor 型 病 例 病 后 可 带 菌 长 达 数 月 或 数 年 之 久 病 菌 主 要 存 在 于 胆 囊 中 三 免 疫 性 对 O1 群 霍 乱 弧 菌 感 染 的 研 究 和 历 次 霍 乱 流 行 的 观 察, 表 明 感 染 霍 乱 弧 菌 后, 机 体 可 获 得 牢 固 免 疫 力, 再 感 染 少 见 病 人 发 病 数 月 后, 血 液 中 和 肠 腔 中 可 出 现 保 护 性 的 抗 肠 毒 素 抗 体 及 抗 菌 抗 体, 抗 肠 毒 素 抗 体 主 要 针 对 霍 乱 毒 素 B 亚 单 位, 抗 菌 抗 体 主 要 针 对 O 抗 原 肠 腔 中 的 siga 可 凝 集 粘 膜 表 面 的 病 菌, 使 其 失 去 动 力 ; 可 与 菌 毛 等 粘 附 因 子 结 合, 阻 止 霍 乱 弧 菌 粘 附 至 肠 粘 膜 上 皮 细 胞 ; 可 与 霍 乱 肠 毒 素 B 亚 单 位 结 合, 阻 断 肠 毒 素 与 小 肠 上 皮 细 胞 受 体 作 用 霍 乱 弧 菌 引 起 的 肠 道 局 部 粘 膜 免 疫 是 霍 乱 保 护 性 免 疫 的 基 础 感 染 O139 群 的 病 人 大 多 为 成 年 人, 表 明 以 前 感 染 O1 群 获 得 的 免 疫 对 O139 群 感 染 无 交 叉 保 护 作 用 O139 群 感 染 后 的 免 疫 应 答 与 O1 群 基 本 一 致 家 兔 肠 道 结 扎 实 验 和 小 鼠 攻 击 实 验 证 明,O139 群 的 保 护 性 免 疫 以 针 对 脂 多 糖 和 荚 膜 多 糖 的 抗 菌 免 疫 为 主, 抗 毒 素 免 疫 为 辅 O1 群 的 脂 多 糖 O 抗 原 与 O139 群 存 在 显 著 差 异, 且 还 缺 少 荚 膜 多 糖 表 面 抗 原, 故 其 引 起 的 免 疫 不 能 交 叉 保 护 O139 群 的 感 染 140

141 四 微 生 物 学 检 查 法 霍 乱 是 烈 性 传 染 病, 对 首 例 病 人 的 病 原 学 诊 断 应 快 速 准 确, 并 及 时 作 出 疫 情 报 告 标 本 病 人 粪 便, 肛 拭 ; 流 行 病 学 调 查 还 包 括 水 样 霍 乱 弧 菌 不 耐 酸 和 干 燥 为 避 免 因 粪 便 发 酵 产 酸 而 使 病 菌 灭 活, 标 本 应 及 时 培 养 或 放 入 Cary-Blair 保 存 液 中 运 输 ; 肠 道 病 原 菌 常 用 的 甘 油 盐 水 缓 冲 保 存 液 不 适 宜 直 接 镜 检 革 兰 染 色 阴 性 弧 菌, 悬 滴 法 观 察 细 菌 呈 穿 梭 样 运 动 有 助 于 诊 断 分 离 培 养 常 将 标 本 首 先 接 种 至 碱 性 蛋 白 胨 水 增 菌,37 C 孵 育 6-8 小 时 后 直 接 镜 检 并 作 分 离 培 养 目 前 常 用 的 选 择 培 养 基 为 TCBS, 该 培 养 基 含 有 硫 代 硫 酸 盐 枸 橼 酸 盐 胆 盐 及 蔗 糖, 霍 乱 弧 菌 因 分 解 蔗 糖 呈 黄 色 菌 落 挑 选 可 疑 菌 落 进 行 生 化 反 应 及 与 O1 群 多 价 和 单 价 血 清 作 玻 片 凝 集 反 应 目 前 还 需 与 O139 群 抗 血 清 做 凝 集 反 应 其 它 分 离 培 养 基 还 有 碱 性 平 板 血 平 板 和 TTGA 培 养 基 等 五 防 治 原 则 改 善 社 区 环 境, 加 强 水 源 管 理 ; 培 养 良 好 个 人 卫 生 习 惯, 不 生 食 贝 壳 类 海 产 品 等 是 预 防 霍 乱 弧 菌 感 染 和 流 行 的 重 要 措 施 疫 苗 预 防 长 期 以 来 使 用 O1 群 霍 乱 弧 菌 死 菌 苗 肌 肉 注 射, 虽 可 增 强 人 群 的 特 异 性 免 疫 力, 但 保 护 力 仅 为 50% 左 右, 且 血 清 抗 体 持 续 时 间 较 短, 仅 为 3~6 个 月 在 认 识 到 肠 道 局 部 免 疫 对 霍 乱 预 防 起 主 要 作 用 后, 目 前 霍 乱 疫 苗 预 防 的 重 点 已 转 至 研 制 口 服 菌 苗 的 方 向 上, 包 括 B 亚 单 位 - 全 菌 灭 活 口 服 疫 苗 基 因 工 程 减 毒 活 菌 苗 ( 用 基 因 工 程 技 术 去 除 O1 群 霍 乱 弧 菌 野 生 株 DNA 中 大 部 分 毒 力 基 因 的 活 疫 苗 ) 带 有 霍 乱 弧 菌 几 个 主 要 保 护 性 抗 原 的 基 因 工 程 疫 苗 等 其 中 前 两 种 疫 苗 已 进 行 过 大 规 模 人 群 试 验, 对 其 有 效 保 护 率 和 保 护 时 间 正 在 进 行 评 估, 且 141

142 在 某 些 国 家 已 获 准 使 用 0139 尚 无 预 防 性 疫 苗, 候 选 菌 苗 正 在 研 制 中, 思 路 是 制 成 包 括 预 防 O1 群 和 O139 群 霍 乱 弧 菌 感 染 的 二 价 菌 苗 及 时 补 充 液 体 和 电 解 质, 预 防 大 量 失 水 导 致 的 低 血 容 量 性 休 克 和 酸 中 毒 是 治 疗 霍 乱 的 关 键 ; 抗 生 素 的 使 用 可 减 少 外 毒 素 的 产 生, 加 速 细 菌 的 清 除, 用 于 霍 乱 的 抗 菌 药 物 有 四 环 素 强 力 霉 素 呋 喃 唑 酮 氯 霉 素 和 复 方 SMZ-TMP 等 但 带 有 多 重 耐 药 质 粒 的 菌 株 在 增 加 ; 且 O139 群 的 耐 药 性 强 于 O1 群, 给 治 疗 带 来 一 定 困 难 大 专 第 二 节 副 溶 血 性 弧 菌 副 溶 血 性 弧 菌 (V parahemolyticus) 于 1950 年 从 日 本 一 次 暴 发 性 食 物 中 毒 中 分 离 发 现 该 菌 存 在 于 近 海 的 海 水 海 底 沉 积 物 和 鱼 类 贝 壳 等 海 产 品 中 根 据 菌 体 O 抗 原 不 同, 现 已 有 13 个 血 清 群 主 要 引 起 食 物 中 毒, 尤 以 日 本 东 南 亚 美 国 及 我 国 台 北 地 区 多 见, 也 是 我 国 大 陆 沿 海 地 区 食 物 中 毒 中 最 常 见 的 一 种 病 原 菌 生 物 学 特 性 同 其 它 引 起 人 类 感 染 的 弧 菌 种 类 一 样, 该 菌 与 霍 乱 弧 菌 的 一 个 显 著 差 别 是 嗜 盐 (halophilic), 在 培 养 基 中 以 含 3.5%NaCl 最 为 适 宜, 无 盐 则 不 能 生 长, 但 当 NaCl 浓 度 高 于 8% 时 也 不 能 生 长 在 盐 浓 度 不 适 宜 的 培 养 基 中, 细 菌 呈 长 杆 状 或 球 杆 状 等 多 形 态 不 耐 热,90 C1 分 钟 即 被 杀 死 ; 不 耐 酸,1% 醋 酸 或 50% 食 醋 中 1 分 钟 死 亡 副 溶 血 性 弧 菌 在 普 通 血 平 板 ( 含 羊 兔 或 马 等 血 液 ) 上 不 溶 血 或 只 产 生 α 溶 血 但 在 特 定 条 件 下, 某 些 菌 株 在 含 高 盐 (7%) 的 人 O 型 血 或 兔 血 及 以 D- 甘 露 醇 作 为 炭 源 的 我 妻 (Wagatsuma) 琼 脂 平 板 上 可 产 生 β 溶 血, 称 为 神 奈 川 现 象 (Kanagawa phenomenon,kp) 日 本 学 者 检 测 了 3370 株 副 溶 血 性 弧 菌, 来 自 病 人 的 菌 株 中 96.5% 为 KP +, 而 来 自 海 产 品 及 海 水 的 菌 株 仅 1% 阳 性 致 病 性 引 起 食 物 中 毒 的 确 切 致 病 机 制 尚 待 阐 明 KP + 菌 株 为 致 病 性 菌 株 基 本 肯 定 现 已 从 KP + 菌 株 分 离 出 二 种 致 病 因 子, 其 一 为 耐 热 直 接 溶 血 素 142

143 (thermostable direct hemolysin,tdh), 动 物 实 验 表 明 具 有 细 胞 毒 和 心 脏 毒 两 种 作 用 其 基 因 为 双 拷 贝 (tdh1 和 tdh2),kp 实 验 中 的 溶 血 现 象 即 由 tdh2 位 点 决 定 最 近 的 研 究 还 表 明,tdh 基 因 家 族 也 广 泛 存 在 于 人 类 致 病 性 弧 菌 中, 如 大 多 数 霍 利 斯 弧 菌 菌 株 (V.hollisae), 某 些 拟 态 弧 菌 菌 株 (V.mimicus) 中 有 tdh 基 因, 非 O1 群 霍 乱 弧 菌 中 也 存 在 同 源 性 约 为 93%~96% 的 tdh 相 关 基 因, 提 示 该 基 因 与 致 病 关 系 密 切 另 一 个 致 病 因 子 为 耐 热 相 关 溶 血 素 ( thermostable related hemolysin TRH) 生 物 学 功 能 与 TDH 相 似, 其 基 因 与 tdh 同 源 性 为 68% 其 它 致 病 物 质 可 能 还 包 括 粘 附 素 和 粘 液 素 酶 该 菌 引 起 的 食 物 中 毒 经 烹 饪 不 当 的 海 产 品 或 盐 腌 制 品 所 传 播 常 见 的 为 海 蛰 海 鱼 海 虾 及 各 种 贝 类, 因 食 物 容 器 或 砧 板 生 熟 不 分 污 染 本 菌 后, 也 可 发 生 食 物 中 毒 该 病 常 年 均 可 发 生, 潜 伏 期 5~72 小 时, 平 均 24 小 时, 可 从 自 限 性 腹 泻 至 中 度 霍 乱 样 病 症, 有 腹 痛 腹 泻 呕 吐 和 低 热, 粪 便 多 为 水 样, 少 数 为 血 水 样, 恢 复 较 快, 病 后 免 疫 力 不 强, 可 重 复 感 染 该 菌 还 可 引 起 浅 表 创 伤 感 染 败 血 症 等 诊 断 与 防 治 标 本 采 取 患 者 粪 便 肛 拭 或 剩 余 食 物, 直 接 分 离 培 养 于 SS 琼 脂 平 板 或 嗜 盐 菌 选 择 平 板 如 出 现 可 疑 菌 落, 进 一 步 作 嗜 盐 性 试 验 与 生 化 反 应, 最 后 用 诊 断 血 清 进 行 鉴 定 最 近 已 发 展 了 基 因 探 针 杂 交 及 PCR 快 速 诊 断 法, 可 直 接 从 原 始 食 物 标 本 或 腹 泻 标 本 中 检 测 耐 热 毒 素 基 因 治 疗 可 用 抗 菌 药 物, 如 庆 大 霉 素 或 复 方 SMZ -TMP, 严 重 病 例 需 输 液 和 补 充 电 解 质 ( 刘 晶 星 ) 第 11 章 厌 氧 性 细 菌 厌 氧 性 细 菌 (anaerobic bacteira) 是 一 群 必 须 在 无 氧 环 境 下, 才 能 生 长 繁 殖 的 细 菌 根 据 能 否 形 成 芽 胞, 可 将 厌 氧 性 细 菌 分 为 两 大 类 : 厌 氧 芽 胞 的 梭 菌 属 和 无 芽 胞 厌 氧 菌 143

144 第 一 节 梭 菌 属 厌 氧 芽 胞 梭 菌 属 (Clostridum) 现 分 4 组, 有 118 个 种 大 多 为 严 格 厌 氧 菌, 革 兰 染 色 阳 性, 能 形 成 芽 胞, 芽 胞 直 径 比 菌 体 粗, 使 菌 体 膨 大 呈 梭 状, 故 名 除 产 气 荚 膜 梭 菌 等 极 少 数 例 外, 均 有 周 鞭 毛, 无 荚 膜 对 热 干 燥 和 消 毒 剂 均 有 强 大 的 抵 抗 力 主 要 分 布 于 土 壤 人 和 动 物 肠 道 多 数 为 腐 生 菌, 其 中 不 少 菌 株 可 用 于 生 物 技 术 工 程, 发 酵 产 生 商 业 和 工 业 所 需 要 的 有 机 溶 剂 酸 类 和 其 它 复 合 物 ; 少 数 为 致 病 菌, 在 适 宜 条 件 下, 芽 胞 发 芽 形 成 繁 殖 体, 产 生 强 烈 的 外 毒 素, 引 起 人 类 和 动 物 疾 病 在 人 主 要 引 起 破 伤 风 气 性 坏 疽 和 肉 毒 中 毒 等 严 重 疾 病 此 外, 还 与 皮 肤 软 组 织 感 染, 抗 生 素 相 关 的 腹 泻 和 肠 炎 有 关 一 破 伤 风 梭 菌 破 伤 风 梭 菌 (C.tetani) 是 破 伤 风 的 病 原 菌, 为 外 源 性 感 染 当 机 体 受 到 外 伤, 创 口 被 污 染, 或 分 娩 时 使 用 不 洁 器 械 剪 断 脐 带 等, 本 菌 均 可 侵 入, 发 芽 繁 殖, 释 放 毒 素 发 病 后 机 体 呈 强 直 性 痉 挛 抽 搐 可 因 窒 息 或 呼 吸 衰 竭 死 亡 据 估 计 世 界 上 每 年 约 有 100 万 病 例 发 生, 死 亡 率 在 20% 左 右 在 发 展 中 国 家, 新 生 儿 破 伤 风 死 亡 率 可 高 达 90% 生 物 学 性 状 菌 体 细 长,0.5~ ~18.1μm, 有 周 边 鞭 毛 无 荚 膜 芽 胞 正 圆, 比 菌 体 粗, 位 于 菌 体 顶 端, 使 细 菌 呈 鼓 槌 状, 为 本 菌 典 型 特 征 ( 图 11-1) 革 兰 染 色 阳 性, 但 培 养 48 小 时 后, 尤 其 当 形 成 芽 胞 时 易 转 变 为 阴 性 严 格 厌 氧 在 血 平 板 上,37 C 培 养 48 小 时 后 始 见 薄 膜 状 爬 行 生 长 物, 伴 β 溶 血 大 多 生 化 反 应 阴 性, 不 发 酵 糖 类, 不 分 解 蛋 白 质 芽 胞 通 常 经 75~80 C 10 分 钟 仍 保 持 活 力,100 C1 小 时 可 完 全 被 破 坏, 在 干 燥 的 土 壤 和 尘 埃 中 可 存 活 数 年 图 11-1 致 病 性 与 免 疫 性 破 伤 风 梭 菌 由 伤 口 侵 入 人 体 引 起 破 伤 风 但 在 一 般 表 144

145 浅 伤 口, 病 菌 不 能 生 长 其 感 染 的 重 要 条 件 是 伤 口 需 形 成 厌 氧 微 环 境 : 伤 口 窄 而 深 ( 如 刺 伤 ), 有 泥 土 或 异 物 污 染 ; 大 面 积 创 伤 烧 伤, 坏 死 组 织 多, 局 部 组 织 缺 血 ; 同 时 有 需 氧 菌 或 兼 性 厌 氧 菌 混 合 感 染 的 伤 口, 均 易 造 成 厌 氧 微 环 境, 有 利 于 破 伤 风 梭 菌 繁 殖 该 菌 无 侵 袭 力, 仅 在 局 部 繁 殖, 其 致 病 作 用 完 全 有 赖 于 病 菌 所 产 生 的 毒 素 破 伤 风 梭 菌 能 产 生 两 种 外 毒 素, 一 种 是 对 氧 敏 感 的 破 伤 风 溶 血 毒 素 (tetanolysin), 其 在 功 能 上 和 抗 原 性 与 链 球 菌 溶 血 素 O 相 似, 但 在 ` 致 破 伤 风 中 的 作 用 尚 不 清 楚 另 一 种 为 质 粒 编 码 的 破 伤 风 痉 挛 毒 素 (tetanospasmin), 是 引 起 破 伤 风 的 主 要 致 病 物 质 破 伤 风 痉 挛 毒 素 属 神 经 毒 (neurotoxin), 毒 性 极 强, 仅 次 于 肉 毒 毒 素, 腹 腔 注 入 小 鼠 的 半 数 致 死 量 (LD 50 ) 为 0.015ng, 对 人 的 致 死 量 小 于 1μg 其 化 学 性 质 为 蛋 白 质, 不 耐 热,65 C30 分 钟 即 被 破 坏 ; 亦 可 被 肠 道 中 存 在 的 蛋 白 酶 所 破 坏 细 菌 最 初 合 成 的 痉 挛 毒 素 为 一 条 分 子 量 约 的 多 肽, 释 出 菌 体 时, 即 被 细 菌 蛋 白 酶 裂 解 为 一 条 分 子 量 约 的 轻 链 (A 链 ) 和 一 条 的 重 链 (B 链 ), 但 轻 链 和 重 链 间 仍 由 二 硫 键 连 结 在 一 起 重 链 通 过 其 羧 基 端 识 别 神 经 肌 肉 结 点 处 运 动 神 经 元 外 胞 浆 膜 上 的 受 体 并 与 之 结 合, 促 使 毒 素 进 入 细 胞 内 由 细 胞 膜 形 成 的 小 泡 中 小 泡 从 外 周 神 经 末 稍 沿 神 经 轴 突 逆 行 向 上, 到 达 运 动 神 经 元 细 胞 体, 通 过 跨 突 触 运 动 (trans-synaptic movement), 小 泡 从 运 动 神 经 元 进 入 传 入 神 经 末 稍, 从 而 进 入 中 枢 神 经 系 统 然 后 通 过 重 链 N 端 的 介 导 产 生 膜 的 转 位 使 轻 链 进 入 胞 质 溶 胶 轻 链 为 一 种 锌 内 肽 酶 (zinc endopeptidase), 可 裂 解 储 存 有 抑 制 性 神 经 介 质 (γ- 氨 基 丁 酸 ) 小 泡 上 膜 蛋 白 特 异 性 肽 键, 使 小 泡 膜 蛋 白 发 生 改 变, 从 而 阻 止 抑 制 性 神 经 介 质 的 释 放, 使 肌 肉 活 动 的 兴 奋 与 抑 制 失 调, 造 成 麻 痹 性 痉 挛 破 伤 风 痉 挛 毒 素 使 神 经 系 统 中 毒 的 主 要 机 制 可 归 纳 为 四 步 :1 与 神 经 系 统 的 结 合 ;2 内 在 化 作 用 ;3 膜 的 转 位 ;4 胞 质 溶 胶 中 作 用 靶 的 改 变 破 伤 风 潜 伏 期 可 从 几 天 至 几 周, 与 原 发 感 染 部 位 距 离 中 枢 神 经 系 统 的 长 短 有 关 典 型 的 症 状 是 咀 嚼 肌 痉 挛 所 造 成 的 苦 笑 面 容 及 持 续 性 背 部 痉 挛 ( 角 弓 反 张 ) 其 它 早 期 症 状 还 包 括 有 漏 口 水 出 汗 和 激 动 ; 因 植 物 性 神 经 系 统 功 能 紊 乱, 还 可 产 生 心 率 不 齐 血 压 波 动 和 因 大 量 出 汗 造 成 的 脱 水 破 伤 风 免 疫 属 外 毒 素 免 疫, 主 要 是 抗 毒 素 发 挥 中 和 作 用 破 伤 风 痉 挛 毒 素 毒 145

146 性 很 强, 极 少 量 毒 素 即 可 致 病, 而 如 此 少 量 的 毒 素 尚 不 足 以 引 起 免 疫, 且 毒 素 与 组 织 结 合 后, 也 不 能 有 效 刺 激 免 疫 系 统 产 生 抗 毒 素, 故 一 般 病 后 不 会 获 得 牢 固 免 疫 力 获 得 有 效 抗 毒 素 的 途 径 是 人 工 免 疫 微 生 物 学 检 查 法 伤 口 直 接 涂 片 镜 检 和 病 菌 分 离 培 养 阳 性 率 很 低, 故 一 般 不 进 行 典 型 的 症 状 和 病 史 即 可 作 出 诊 断 防 治 原 则 1 正 确 处 理 创 口 及 清 创 扩 创, 防 止 厌 氧 微 环 境 的 形 成, 是 重 要 的 非 特 异 性 防 治 措 施 2 特 异 性 预 防 一 般 以 注 射 类 毒 素 主 动 免 疫 为 主 目 前 我 国 采 用 的 是 一 种 含 有 百 日 咳 疫 苗 白 喉 类 毒 素 和 破 伤 风 类 毒 素 的 百 白 破 三 联 制 剂, 对 3~6 个 月 的 儿 童 进 行 免 疫, 可 同 时 获 得 对 这 三 种 常 见 病 的 免 疫 力 免 疫 程 序 为 婴 儿 出 生 后 第 月 连 续 免 疫 3 次,2 岁 7 岁 时 各 加 强 一 次, 以 建 立 基 础 免 疫 今 后 如 有 可 能 引 发 破 伤 风 的 外 伤, 立 即 再 接 种 一 针 类 毒 素, 血 清 中 抗 毒 素 滴 度 在 几 天 内 即 可 迅 速 升 高 国 外 亦 建 议 初 次 免 疫 后, 每 10 年 加 强 一 次, 可 高 度 有 效 地 预 防 破 伤 风 的 发 生 3 对 伤 口 污 染 严 重 而 又 未 经 过 基 础 免 疫 者, 可 立 即 注 射 破 伤 风 抗 毒 素 (tetanus antitoxin,tat) 以 获 得 被 动 免 疫 作 紧 急 预 防 剂 量 为 单 位 的 纯 化 制 品 注 射 TAT 被 动 预 防 的 同 时, 可 给 予 类 毒 素 同 时 作 主 动 免 疫 4 特 异 性 治 疗 包 括 使 用 抗 毒 素 和 抗 生 素 两 方 面 对 已 发 病 者 应 早 期 足 量 使 用 TAT, 一 旦 毒 素 与 细 胞 受 体 结 合, 抗 毒 素 就 不 能 中 和 其 毒 性 作 用 剂 量 为 万 单 位, 包 括 静 脉 滴 注 肌 肉 注 射 和 伤 口 局 部 注 射 由 于 ` 目 前 应 用 的 TAT 是 用 破 伤 风 类 毒 素 多 次 免 疫 马 匹 所 获 得 的 马 血 清 纯 化 制 剂, 因 此 注 射 前, 无 论 用 于 紧 急 预 防 还 是 治 疗, 都 必 须 先 作 皮 肤 试 验, 测 试 有 无 超 敏 反 应 必 要 时 可 采 用 脱 敏 注 射 法 或 用 人 抗 破 伤 风 免 疫 球 蛋 白 抗 菌 治 疗 可 采 用 四 环 素, 红 霉 素 二 产 气 荚 膜 梭 菌 产 气 荚 膜 梭 菌 (C.perfringens ) 广 泛 存 在 于 土 壤 人 和 动 物 肠 道 中, 能 引 起 人 和 动 物 多 种 疾 病 其 中 A 型 是 人 类 气 性 坏 疽 和 食 物 中 毒 的 主 要 病 原 菌 生 物 学 性 状 1. 形 态 与 染 色 产 气 荚 膜 梭 菌 为 两 端 几 乎 平 切 的 革 兰 阳 性 粗 大 杆 菌, 146

147 0.6~2.4 3~19.0μm. 芽 胞 位 于 次 极 端, 呈 椭 圆 形, 不 大 于 菌 体, 但 在 组 织 和 普 通 培 养 基 中 上 很 少 形 成 无 鞭 毛 在 体 内 有 明 显 的 荚 膜 ( 图 11-2) 图 培 养 特 性 厌 氧, 但 不 十 分 严 格 20~50 C 均 能 旺 盛 生 长, 在 其 最 适 生 长 温 度 45 C 时, 繁 殖 周 期 仅 为 8 分 钟 有 助 于 分 离 培 养 在 血 琼 脂 平 板 上, 多 数 菌 株 有 双 层 溶 血 环, 内 环 是 由 θ 毒 素 引 起 的 完 全 溶 血, 外 环 是 由 α 毒 素 引 起 的 不 完 全 溶 血 在 蛋 黄 琼 脂 平 板 上, 菌 落 周 围 出 现 乳 白 色 浑 浊 圈, 若 在 培 养 基 中 加 入 α 毒 素 的 抗 血 清, 则 不 出 现 浑 浊 此 现 象 称 Nagler 反 应, 为 本 菌 的 特 点 前 者 是 由 细 菌 产 生 的 卵 磷 脂 酶 (α 毒 素 ) 分 解 蛋 黄 中 卵 磷 脂 所 致 ; 后 者 因 α 毒 素 被 抗 毒 素 中 和 本 菌 代 谢 十 分 活 跃, 可 分 解 多 种 常 见 的 糖 类, 产 酸 产 气 在 庖 肉 培 养 基 中 可 分 解 肉 渣 中 糖 类 而 产 生 大 量 气 体 在 牛 奶 培 养 基 中 能 分 解 乳 糖 产 酸, 使 其 中 酪 蛋 白 凝 固 ; 同 时 产 生 大 量 气 体 (H 2 和 CO 2 ), 可 将 凝 固 的 酪 蛋 白 冲 成 蜂 窝 状, 将 液 面 封 固 的 凡 士 林 层 上 推, 甚 至 冲 走 试 管 口 棉 塞, 气 势 凶 猛, 称 汹 涌 发 酵 (stormy fermentation) 3. 分 型 根 据 产 气 荚 膜 梭 菌 的 4 种 主 要 毒 素 (α β ε ι) 产 生 情 况, 可 将 其 分 为 A B C D E 5 个 毒 素 型 对 人 致 病 的 主 要 为 A 型 A 型 很 容 易 从 外 环 境 中 分 离 到, 属 人 和 动 物 肠 道 正 常 菌 群 B-E 群 在 土 壤 中 不 能 存 活, 主 要 寄 生 于 有 免 疫 力 的 动 物 肠 道 内 致 病 性 1. 致 病 物 质 产 气 荚 膜 梭 菌 能 产 生 10 余 种 外 毒 素, 有 些 外 毒 素 即 为 胞 外 酶 ( 表 11-1) 主 要 毒 素 α(alpha) 表 11-1 产 气 荚 膜 梭 菌 主 要 和 次 要 毒 素 及 其 分 型 毒 素 生 物 学 作 用 毒 素 分 型 A B C D E 卵 磷 脂 酶, 增 加 血 管 通 透 性, 溶 血 和 坏 死 作 用 β (beta) 坏 死 作 用 ε(epsilon) 增 加 胃 肠 壁 通 透 性 ι (iota) 坏 死 作 用, 增 加 血 管 通 透 性 次 要 毒 素 δ (delta) 溶 血 素 - ± θ (theta) 溶 血 素, 细 胞 毒 素 ±

148 κ (kappa) 胶 原 酶 明 胶 酶 坏 死 作 用 λ (lambda) 蛋 白 酶 μ (mu) 透 明 质 酸 酶 ± + ± ± ± ν (nu) DNA 酶 ± + + ± ± 神 经 氨 酸 酶 改 变 神 经 节 苷 脂 受 体 其 它 肠 毒 素 肠 毒 素 细 胞 毒 素 + nt + + t + 大 多 菌 株 产 生 ;± 某 些 菌 株 产 生 ;- 不 产 生 ;nt 未 研 究 4 种 主 要 毒 素 中,α 毒 素 最 重 要,5 种 毒 素 型 均 能 产 生, 以 A 型 产 生 量 最 大 能 分 解 细 胞 膜 上 磷 脂 和 蛋 白 形 成 的 复 合 物, 造 成 红 细 胞 白 细 胞 血 小 板 和 内 皮 细 胞 溶 解, 引 起 血 管 通 透 性 增 加 伴 大 量 溶 血 组 织 坏 死 肝 脏 心 功 能 受 损, 在 气 性 坏 疽 的 形 成 中 起 主 要 作 用 β ε ι 只 有 部 分 型 别 能 产 生, 引 起 坏 死 损 伤 和 血 管 通 透 性 增 加 在 次 要 毒 素 中, 各 型 都 有 部 分 菌 株 能 产 生 此 外, 很 多 A 型 菌 株 和 少 数 C D 型 菌 株 还 能 产 生 肠 毒 素, 为 不 耐 热 的 蛋 白 质,100 C 瞬 时 被 破 坏 当 芽 胞 在 结 肠 中 形 成 时 释 放 出 肠 毒 素, 经 胰 酶 作 用 后, 其 毒 力 能 增 加 3 倍 其 作 用 机 制 是 整 段 肠 毒 素 肽 链 嵌 入 细 胞 膜, 破 坏 膜 离 子 运 输 功 能, 改 变 膜 的 通 透 性, 而 引 起 腹 泻 肠 毒 素 主 要 作 用 于 回 肠, 其 次 为 空 肠, 对 十 二 指 肠 基 本 无 作 用 近 发 现 肠 毒 素 还 可 作 为 超 抗 原, 能 大 量 激 活 外 周 T 淋 巴 细 胞 并 释 放 各 种 淋 巴 因 子, 参 与 致 病 作 用 2. 所 致 疾 病 (1) 气 性 坏 疽 :60%~80% 由 A 型 引 起, 除 产 气 荚 膜 梭 菌 外, 至 少 还 有 5 种 其 它 梭 菌 也 能 引 起 该 病 多 见 于 战 伤, 但 也 见 于 平 时 的 工 伤 车 祸 等 致 病 条 件 与 破 伤 风 梭 菌 相 同 气 性 坏 疽 潜 伏 期 短, 一 般 仅 为 8~48 小 时, 病 菌 除 产 生 多 种 毒 素 外, 体 内 形 成 的 荚 膜 和 繁 殖 周 期 短 等 特 点, 使 该 病 发 展 迅 速, 病 情 险 恶 如 不 及 时 治 疗, 常 导 致 死 亡 卵 磷 脂 酶 胶 原 酶 透 明 质 酸 酶 DNA 酶 等 分 解 破 坏 作 用, 使 病 菌 易 穿 过 肌 肉 结 缔 组 织 间 隙, 侵 入 四 周 正 常 组 织, 发 酵 肌 肉 和 组 织 中 的 糖 类, 产 生 大 量 气 体, 造 成 气 肿 ; 同 时 血 管 通 透 性 增 加, 水 份 渗 出, 局 部 水 肿, 进 而 挤 压 软 组 织 和 血 管, 影 响 血 液 供 应, 造 成 组 织 坏 死 严 重 病 例 表 现 为 组 织 胀 痛 剧 烈, 水 气 夹 杂, 触 摸 有 捻 发 感, 最 后 产 生 大 块 组 织 坏 死, 并 有 恶 臭 病 菌 产 生 的 毒 素 和 组 织 坏 死 的 毒 性 产 物 被 吸 收 入 血, 引 起 毒 血 症 休 克, 死 亡 率 高 达 40%~100% 此 外, 本 菌 也 可 经 肠 穿 孔 或 子 宫 破 裂 进 入 腹 腔 引 起 内 源 性 感 染, 消 毒 不 严 的 人 工 流 产 术 也 可 致 子 宫 内 膜 炎 148

149 (2) 食 物 中 毒 产 气 荚 膜 梭 菌 食 物 中 毒 因 食 入 被 本 菌 大 量 (10 8 ~10 9 细 菌 繁 殖 体 ) 污 染 的 食 物 ( 主 要 为 肉 类 食 品 ) 而 引 起, 相 当 多 见 潜 伏 期 约 10 小 时, 临 床 表 现 为 腹 痛 腹 胀 水 样 腹 泻 ; 无 热 无 恶 心 呕 吐 1~2 天 后 自 愈 如 不 进 行 细 菌 学 检 查 常 难 确 诊 微 生 物 学 检 查 法 气 性 坏 疽 发 展 急 剧, 后 果 严 重, 应 尽 早 作 出 细 菌 学 报 告 1. 直 接 涂 片 镜 检 这 是 极 有 价 值 的 快 速 诊 断 法 从 深 部 创 口 取 材 涂 片, 革 兰 染 色, 镜 检 见 有 革 兰 阳 性 大 杆 菌, 白 细 胞 甚 少 且 形 态 不 典 型 ( 因 毒 素 作 用, 白 细 胞 无 趋 化 反 应 ), 并 伴 有 其 它 杂 菌 等 三 个 特 点 即 可 报 告 初 步 结 果 早 期 诊 断 能 避 免 病 人 最 终 截 肢 或 死 亡 2. 分 离 培 养 与 动 物 试 验 取 坏 死 组 织 制 成 悬 液, 接 种 血 平 板 或 庖 肉 培 养 基, 厌 氧 培 养, 观 察 生 长 情 况, 取 培 养 物 涂 片 镜 检, 并 用 生 化 反 应 鉴 定 必 要 时 可 取 细 菌 培 养 液 0.5~1ml 静 脉 注 射 小 鼠,10 分 钟 后 处 死, 置 37 C 经 5~8 小 时, 如 动 物 躯 体 膨 胀, 取 肝 或 腹 腔 渗 出 液 涂 片 镜 检 并 分 离 培 养 关 于 产 气 荚 膜 梭 菌 性 食 物 中 毒, 如 在 发 病 后 一 日 内, 检 出 大 于 10 5 病 菌 / 克 食 品 或 10 6 病 菌 / 克 粪 便 可 确 立 诊 断 防 治 原 则 伤 口 的 及 时 处 理, 破 坏 和 消 除 厌 氧 微 环 境, 预 防 性 的 使 用 抗 生 素 可 预 防 大 多 数 (90%) 感 染 对 局 部 感 染 应 尽 早 施 行 扩 创 手 术, 切 除 感 染 和 坏 死 组 织, 必 要 时 截 肢 以 防 止 病 变 扩 散 大 剂 量 使 用 青 霉 素 等 抗 生 素 以 杀 灭 病 原 菌 和 其 它 细 菌 有 条 件 可 使 用 α 抗 毒 素 和 高 压 氧 舱 法 治 疗 气 性 坏 疽, 后 者 可 使 血 液 和 组 织 中 的 氧 含 量 提 高 15 倍, 能 部 分 抑 制 厌 氧 菌 的 生 长 三 肉 毒 梭 菌 肉 毒 梭 菌 (C.botulinum) 主 要 存 在 于 土 壤 中, 引 起 人 和 动 物 肉 毒 病, 最 常 见 的 为 肉 毒 中 毒 和 婴 儿 肉 毒 病 生 物 学 特 性 革 兰 阳 性 粗 短 杆 菌,0.9 4~6μm, 芽 胞 呈 椭 圆 形, 粗 于 菌 体, 位 于 次 极 端, 使 细 胞 呈 汤 匙 状 或 网 球 拍 状 ( 图 11-3) 有 鞭 毛, 无 荚 膜 严 格 厌 氧, 149

150 可 在 普 通 琼 脂 平 板 上 生 长, 能 产 生 脂 酶, 在 卵 黄 培 养 基 上, 菌 落 周 围 出 现 混 浊 圈 根 据 遗 传 特 性 现 分 四 组, 根 据 神 经 毒 素 的 抗 原 性 分 A~G 7 个 型 大 多 数 菌 株 只 产 生 一 种 型 别 毒 素, 各 型 毒 素 只 能 被 同 型 抗 毒 素 中 和 Ⅰ Ⅱ 组 可 引 起 人 类 疾 病, Ⅰ 组 多 见, 最 主 要 的 型 别 为 A B 型,E F 型 偶 见 我 国 报 告 大 多 为 A 型 Ⅰ 组 内 肉 毒 梭 菌 对 蛋 白 质 与 较 强 的 分 解 能 力, 其 形 成 的 芽 胞 对 热 的 抵 抗 力 很 强, 可 耐 热 100 C1 小 时 以 上 ;Ⅱ 组 包 括 E B F 型 毒 素 的 一 些 产 生 菌 株, 分 解 糖 类 能 力 强, 不 分 解 蛋 白 质, 芽 胞 对 热 的 抵 抗 力 ; 不 及 Ⅰ 组 Ⅲ 组 包 括 产 生 C D 型 毒 素 的 菌 株, 主 要 引 起 鸟 类 肉 毒 病 Ⅳ 组 为 产 生 G 型 毒 素 的 菌 株,( 亦 有 专 著 由 于 第 Ⅳ 组 G 型 毒 素 产 生 的 菌 株 不 引 起 肉 毒 病, 而 将 其 划 出 分 为 三 组 6 型 ) 肉 毒 毒 素 不 耐 热, 煮 沸 1 分 钟 即 可 被 破 坏 图 11-3 致 病 性 1. 致 病 物 质 主 要 依 靠 其 剧 烈 的 神 经 外 毒 素 肉 毒 毒 素 是 已 知 最 剧 烈 的 毒 物, 毒 性 比 氰 化 钾 强 1 万 倍, 小 鼠 经 腹 腔 注 入 LD 50 为 ng 纯 结 晶 的 肉 毒 毒 素 1mg 能 杀 死 2 亿 只 小 鼠, 对 人 的 致 死 量 约 为 0.1μg 肉 毒 毒 素 的 结 构 功 能 和 致 病 机 制 与 破 伤 风 外 毒 素 非 常 相 似 前 体 和 裂 解 后 片 段 的 大 小 也 相 当 主 要 不 同 点 是 :1 肉 毒 毒 素 作 用 于 外 周 胆 碱 能 神 经, 抑 制 神 经 肌 肉 接 点 处 神 经 介 质 乙 酰 胆 碱 的 释 放, 导 致 弛 缓 性 麻 痹 ;2 毒 素 经 内 化 作 用 进 入 细 胞 内 由 细 胞 膜 形 成 的 小 泡 中, 不 象 破 伤 风 毒 素 从 外 周 神 经 末 稍 沿 神 经 轴 突 上 行, 而 是 留 在 神 经 肌 肉 接 点 处 ;3150kDa 的 肉 毒 毒 素 前 体 分 子 在 原 始 状 态 时 是 与 一 些 非 毒 性 蛋 白 形 成 一 种 大 小 不 等 的 复 合 物, 其 沉 降 系 数 可 分 别 为 7S 12S 16S 和 19S, 复 合 物 中 的 毒 性 分 子 可 稳 定 存 在 于 外 环 境 和 胃 肠 道 复 合 物 进 入 小 肠 后, 在 碱 性 情 况 下 介 离, 被 吸 收 进 入 血 循 环 ;4 只 有 C 型 和 D 型 毒 素 是 由 噬 菌 体 编 码, 其 他 型 毒 素 均 由 染 色 体 决 定 2. 所 致 疾 病 (1) 食 物 中 毒 : 食 品 在 制 作 过 程 中 被 肉 毒 梭 菌 芽 胞 污 染, 制 成 后 未 彻 底 灭 菌, 芽 胞 在 厌 氧 环 境 中 发 芽 繁 殖, 产 生 毒 素, 食 前 又 未 经 加 热 烹 调, 食 入 已 产 生 的 毒 素, 发 生 食 物 中 毒 该 病 是 单 纯 性 毒 素 中 毒, 而 非 细 菌 感 染 肉 毒 毒 素 引 起 的 食 物 中 毒 在 我 国 十 几 个 省 区 均 有 发 现, 新 疆 较 多 引 起 食 150

151 物 中 毒 的 食 物 国 外 以 罐 头 香 肠 腊 肠 等 制 品 为 主 ; 国 内 据 新 疆 统 计, 由 发 酵 豆 制 品 ( 臭 豆 腐 豆 瓣 酱 等 ) 引 起 的 占 80% 以 上, 发 酵 面 制 品 ( 甜 面 酱 等 ) 占 10% 左 右 在 当 前 食 品 种 类 发 生 变 化 的 情 况 下, 也 应 对 肉 类 食 品 的 肉 毒 中 毒 保 持 警 惕 肉 毒 中 毒 的 临 床 表 现 与 其 它 食 物 中 毒 不 同, 胃 肠 道 症 状 很 少 见, 主 要 为 神 经 末 稍 麻 痹 潜 伏 期 可 短 至 数 小 时, 先 有 一 般 不 典 型 的 乏 力 头 痛 等 症 状, 接 着 出 现 复 视 斜 视 眼 睑 下 垂 等 眼 肌 麻 痹 症 状 ; 再 是 吞 咽 咀 嚼 困 难 口 干 口 齿 不 清 等 咽 部 肌 肉 麻 痹 症 状, 进 而 膈 肌 麻 痹 呼 吸 困 难 直 至 呼 吸 停 止 导 致 死 亡 很 少 见 肢 体 麻 痹 不 发 热, 神 智 清 楚 如 及 时 给 予 支 持 疗 法 与 控 制 呼 吸 道 感 染, 病 死 率 可 从 70% 降 低 至 10% 存 活 病 人 恢 复 十 分 缓 慢, 可 从 几 个 月 到 几 年, 直 到 被 感 染 的 神 经 末 稍 重 新 长 出 (2) 婴 儿 肉 毒 病 1976 年 美 国 首 先 报 告 1 岁 以 下, 特 别 是 6 个 月 以 内 的 婴 儿, 因 其 肠 道 的 特 殊 环 境 及 缺 乏 能 拮 抗 肉 毒 梭 菌 的 正 常 菌 群, 食 入 被 肉 毒 梭 菌 芽 胞 污 染 的 食 品 ( 如 蜂 蜜 ) 后, 芽 胞 发 芽 繁 殖, 产 生 的 毒 素 被 吸 收 而 致 病 症 状 与 肉 毒 毒 素 食 物 中 毒 类 似, 最 先 引 人 注 意 的 症 状 是 便 闭, 吸 乳 啼 哭 无 力 婴 儿 肉 毒 病 死 亡 率 不 高 (1%~2%) 此 外, 亦 有 因 肉 毒 梭 菌 感 染 伤 口 或 手 术 改 变 了 胃 肠 道 环 境 的 成 人 因 肉 毒 梭 菌 定 植 而 产 生 肉 毒 病 的 报 道 微 生 物 学 检 查 法 食 物 中 毒 患 者 可 取 粪 便 剩 余 食 物 分 离 病 菌, 同 时 检 测 粪 便 食 物 和 病 人 血 清 中 毒 素 活 性 婴 儿 肉 毒 病 取 粪 便 分 离 病 菌 并 检 测 毒 素 粪 便 食 物 等 标 本 可 先 80 C 加 热 10 分 钟, 杀 死 标 本 中 所 有 的 细 菌 繁 殖 体, 再 用 加 热 标 本 进 行 厌 氧 培 养 分 离 本 菌 毒 素 检 查 可 将 培 养 物 滤 液 或 食 物 悬 液 上 清 分 成 两 分, 其 中 一 分 与 抗 毒 素 混 合, 然 后 分 别 注 射 小 鼠 腹 腔, 如 果 抗 毒 素 处 理 小 鼠 得 到 保 护 表 明 有 毒 素 存 在 防 治 原 则 加 强 食 品 卫 生 管 理 和 监 督 ; 个 人 防 护 包 括 低 温 保 存 食 品, 防 止 芽 胞 发 芽 ;80 C 加 热 食 品 20 分 钟 破 坏 毒 素 对 病 人 应 尽 早 根 据 症 状 作 出 诊 断, 迅 速 注 射 A B E 三 型 多 价 抗 毒 素, 同 时 加 强 护 理 和 对 症 治 疗, 特 别 是 维 持 呼 吸 功 能, 以 显 著 降 低 死 亡 率 四 艰 难 梭 菌 151

152 艰 难 梭 菌 ( C.difficile) 作 为 新 生 儿 肠 道 中 正 常 菌 群, 发 现 于 1935 年, 但 直 到 1977 年 发 现 本 菌 与 临 床 长 期 使 用 某 些 抗 生 素 ( 氨 苄 青 霉 素 头 孢 霉 素 红 霉 素 氯 林 可 霉 素 等 ) 引 起 的 伪 膜 性 肠 炎 有 关, 方 被 重 视 生 物 学 特 性 革 兰 阳 性 粗 大 杆 菌 ( 图 11-4), μm 有 鞭 毛 有 次 极 端 卵 园 圆 形 芽 胞, 芽 胞 在 外 环 境 可 存 活 数 周 至 数 月. 用 环 丝 氨 酸 - 甘 露 醇 等 特 殊 培 养 基 可 从 粪 便 中 分 离 到 本 菌, 但 成 人 粪 便 分 离 率 很 低 图 11-4 致 病 性 产 生 A B 两 种 毒 素,A 为 肠 毒 素, 能 趋 化 中 性 粒 细 胞 浸 润 回 肠 肠 壁, 释 放 淋 巴 因 子, 导 致 液 体 大 量 分 泌 和 出 血 性 坏 死 ; 毒 素 B 为 细 胞 毒 素, 能 使 肌 动 蛋 白 解 聚, 损 坏 细 胞 骨 架, 致 细 胞 团 缩 坏 死, 直 接 损 伤 肠 壁 细 胞 作 为 小 部 分 人 的 正 常 菌 群, 因 长 期 使 用 抗 生 素 导 致 菌 群 失 调 后 可 引 起 内 源 性 感 染 ; 在 医 院 内, 若 易 感 人 群 增 多, 亦 人 - 人 间 传 播 的 可 引 起 外 源 性 感 染 感 染 率 15%~25%, 但 大 多 为 无 症 状 携 带 者 症 状 一 般 出 现 在 抗 生 素 治 疗 5~10 天, 水 样 腹 泻 5% 的 病 人 可 出 现 血 水 样 腹 泻, 排 出 假 膜, 有 发 热 白 细 胞 增 多 等 全 身 中 毒 表 现, 严 重 者 可 危 及 生 命 及 时 停 用 相 关 抗 生 素, 改 用 本 菌 敏 感 的 万 古 霉 素 或 甲 硝 唑 是 主 要 治 疗 措 施 由 于 芽 胞 不 易 被 抗 生 素 杀 灭, 复 发 率 20%~30% 第 二 节 无 芽 胞 厌 氧 菌 无 芽 胞 厌 氧 菌 是 一 大 类 寄 生 于 人 和 动 物 体 内 的 正 常 菌 群, 包 括 革 兰 阳 性 和 革 兰 阴 性 的 球 菌 和 杆 菌 在 人 体 正 常 菌 群 中 厌 氧 菌 占 有 绝 对 优 势, 是 其 它 非 厌 氧 性 细 菌 ( 需 氧 菌 和 兼 性 厌 氧 菌 )10~1000 倍 例 如 在 肠 道 菌 群 中, 厌 氧 菌 占 99.9%, 大 肠 杆 菌 等 只 占 0.1% 皮 肤 口 腔 上 呼 吸 道 泌 尿 生 殖 道 的 正 常 菌 群 中 80%~90% 也 是 厌 氧 菌 在 正 常 情 况 下, 它 们 对 人 体 无 害 ; 但 在 某 些 特 定 状 态 下, 这 些 厌 氧 菌 作 为 条 件 致 病 菌 可 导 致 内 源 性 感 染, 甚 至 会 危 及 生 命 对 无 芽 胞 厌 氧 菌 有 过 长 期 研 究, 但 直 至 近 30 年, 随 着 厌 氧 培 养 技 术 的 发 展 和 抗 厌 氧 菌 药 物 的 发 现, 其 在 临 床 上 的 重 要 性 才 被 重 新 确 立 152

153 一 主 要 种 类 性 状 和 在 感 染 中 的 作 用 无 芽 胞 厌 氧 菌 共 有 23 个 属, 其 中 与 人 类 疾 病 相 关 的 主 要 有 10 个 属 ( 表 11-2) 表 11-2 与 人 类 疾 病 相 关 的 主 要 无 芽 胞 厌 氧 菌 革 兰 阴 性 革 兰 阳 性 杆 菌 球 菌 杆 菌 球 菌 类 杆 菌 属 (Bacteriodes) 韦 荣 菌 属 (Veillonella) 丙 酸 杆 菌 属 (Propionibacterium) 消 化 链 球 菌 属 (Peptostreptococus) 普 雷 沃 菌 属 (Prevotella) 双 歧 杆 菌 属 (Bifidobacterium) 紫 单 胞 菌 属 (Porphyromonas) 真 杆 菌 属 (Eubacterium) 梭 杆 菌 属 (Fusobacterium) 放 线 菌 属 (Actinomyces) 革 兰 阴 性 厌 氧 杆 菌 有 8 个 属, 类 杆 菌 属 中 的 脆 弱 类 杆 菌 (B.fragilis) 是 内 源 性 感 染 厌 氧 菌 的 原 型, 最 为 重 要 占 临 床 厌 氧 菌 分 离 株 的 25%, 类 杆 菌 分 离 株 的 50% 其 大 小 形 态 呈 多 型 性, 有 荚 膜 ( 图 11-5) 梭 杆 菌 菌 体 延 伸 成 梭 形, 其 余 菌 属 形 态 都 非 常 小 除 类 杆 菌 在 培 养 基 上 生 长 迅 速 外, 其 余 均 生 长 缓 慢, 需 3 天 以 上 类 杆 菌 有 典 型 的 革 兰 阴 性 菌 细 胞 壁, 但 其 脂 多 糖 无 内 毒 素 活 性, 主 要 因 其 氨 基 葡 萄 糖 残 基 上 脂 肪 酸 较 少 和 缺 乏 磷 酸 基 团 之 故 图 11-5 革 兰 阴 性 厌 氧 球 菌 有 3 个 属, 其 中 韦 荣 菌 属 最 重 要 直 径 0.3~0.5 μm, 成 对 成 簇 或 短 链 状 排 列 有 7 个 种,3 个 与 人 有 关 是 咽 喉 部 主 要 厌 氧 菌, 但 在 临 床 厌 氧 菌 分 离 标 本 中, 分 离 率 小 于 1%, 且 为 混 合 感 染 菌 之 一 其 他 革 兰 阴 性 球 菌 极 少 分 离 到 革 兰 阳 性 厌 氧 球 菌 有 5 个 属,21 个 种 其 中 有 临 床 意 义 的 是 消 化 链 球 菌 属, 主 要 寄 居 于 阴 道 在 临 床 厌 氧 菌 分 离 株 中, 占 20%~35%, 为 第 2 位, 仅 次 于 脆 弱 类 杆 菌, 但 大 多 亦 为 混 合 感 染 厌 氧 菌 菌 血 症 仅 1% 由 革 兰 阳 性 球 菌 引 153

154 起, 主 要 为 本 菌 属, 常 因 女 性 生 殖 道 感 染 而 引 起 本 菌 属 细 菌 生 长 缓 慢, 培 养 需 5~7 天 革 兰 阳 性 厌 氧 杆 菌 有 7 个 属 在 临 床 厌 氧 菌 分 离 株 中, 占 22%, 其 中 57% 为 丙 酸 杆 菌,23% 为 真 杆 菌 1. 丙 酸 杆 菌 小 杆 菌, 常 呈 链 状 或 成 簇 排 列, 无 鞭 毛, 能 发 酵 糖 类 产 生 丙 酸 能 在 普 通 培 养 基 上 生 长, 时 间 需 2~5 天 与 人 类 有 关 的 有 3 个 菌 种, 痤 疮 丙 酸 杆 菌 (P acnes) 最 为 常 见 2. 双 歧 杆 菌 属 呈 多 形 态, 有 分 枝, 无 动 力, 严 格 厌 氧, 耐 酸 目 前 共 有 29 个 种, 其 中 10 个 种 与 人 类 有 关 双 歧 杆 菌 在 婴 儿 成 人 肠 道 菌 群 中 占 很 高 比 例, 在 婴 儿 尤 为 突 出 该 菌 在 大 肠 中 起 重 要 的 调 节 作 用, 控 制 ph, 对 抗 外 源 致 病 菌 的 感 染 只 有 齿 双 歧 杆 菌 (B.dentium) 与 龋 齿 和 牙 周 炎 有 关, 但 其 致 病 作 用 仍 不 明 确 其 它 种 极 少 从 临 床 标 本 中 分 离 到 3. 真 杆 菌 属 单 一 形 态 或 多 形 态, 动 力 不 定, 严 格 厌 氧, 生 化 反 应 活 泼 生 长 缓 慢, 常 需 培 养 7 天 目 前 有 45 个 种, 是 肠 道 重 要 的 正 常 菌 群 17 个 种 与 感 染 有 关, 但 都 出 现 在 混 合 感 染 中, 最 常 见 的 为 迟 钝 真 杆 菌 (.E.lentum) 二 致 病 性 致 病 条 件 本 类 细 菌 是 寄 生 于 皮 肤 和 粘 膜 上 的 正 常 菌 群, 成 为 条 件 致 病 菌, 引 起 的 感 染 都 为 内 源 性 感 染 因 此, 适 宜 的 感 染 条 件 很 重 要 除 寄 居 部 位 改 变, 宿 主 免 疫 力 下 降 和 菌 群 失 调 等 基 本 条 件 外, 局 部 还 应 易 于 形 成 厌 氧 微 环 境, 如 有 坏 死 或 损 伤 的 组 织, 局 部 血 供 障 碍, 有 异 物 存 在 使 局 部 Eh 和 氧 分 压 下 降 等 细 菌 毒 力 无 芽 胞 厌 氧 菌 成 为 致 病 菌 后, 其 毒 力 主 要 表 现 在 下 列 几 方 面 : 1 改 变 其 对 氧 的 耐 受 性, 如 类 杆 菌 属 很 多 菌 种 能 产 生 出 SOD, 以 适 应 新 的 致 病 生 态 环 境 ;2 与 混 合 感 染 的 需 氧 菌 或 兼 性 厌 氧 菌 协 同 作 用, 表 现 在 氧 气 的 利 用, 营 养 的 互 补 和 降 低 对 抗 菌 药 物 的 敏 感 性 ;3 通 过 菌 毛 荚 膜 等 表 面 结 构 吸 附 和 侵 入 上 皮 细 胞 和 各 种 組 织 ;4 产 生 多 种 毒 素, 胞 外 酶 和 可 溶 性 代 谢 物, 如 脆 弱 类 杆 菌 某 些 菌 株 产 生 的 肠 毒 素 胶 原 酶 蛋 白 酶 纤 溶 酶 溶 血 素 DNA 酶 透 明 质 酸 154

155 酶 等 ; 革 兰 阴 性 厌 氧 杆 菌 也 有 内 毒 素, 但 脂 质 A 成 分 不 同, 毒 性 较 弱 感 染 特 征 1 内 源 性 感 染, 感 染 部 位 可 遍 及 全 身, 多 呈 慢 性 过 程 ;2 无 特 定 病 型, 大 多 为 化 脓 性 感 染, 形 成 局 部 脓 肿 或 组 织 坏 死, 也 可 侵 入 血 流 形 成 败 血 症 ;3 分 泌 物 或 脓 液 粘 稠, 乳 白 色 粉 红 色 血 色 或 棕 黑 色, 有 恶 臭, 有 时 有 气 体 ;4 使 用 氨 基 糖 苷 类 抗 生 素 ( 链 霉 素 卡 那 霉 素 庆 大 霉 素 ) 长 期 无 效 ;5 分 泌 物 直 接 涂 片 可 见 细 菌, 但 普 通 培 养 法 无 细 菌 生 长 所 致 疾 病 1. 败 血 症 由 于 抗 厌 氧 菌 抗 生 素 的 广 泛 运 用, 目 前 败 血 症 中 厌 氧 菌 培 养 率 只 有 5% 左 右, 多 数 为 脆 弱 类 杆 菌, 其 次 为 革 兰 阳 性 厌 氧 球 菌 原 发 病 灶 约 50% 来 自 胃 肠 道,20% 来 自 女 性 生 殖 道 病 死 率 为 15%~35% 2. 中 枢 神 经 系 统 感 染 最 常 见 的 为 脑 脓 肿, 主 要 继 发 于 中 耳 炎 乳 突 炎 鼻 窦 炎 等 邻 近 感 染, 亦 可 经 直 接 扩 散 和 转 移 而 形 成 分 离 的 细 菌 种 类 与 原 发 病 灶 有 关, 革 兰 阴 性 厌 氧 杆 菌 最 为 常 见 3 口 腔 与 牙 齿 感 染 大 多 起 源 于 牙 齿 感 染, 主 要 包 括 三 大 类 : 齿 槽 脓 肿 和 下 颌 骨 髓 炎 ; 急 性 坏 死 性 溃 疡 性 齿 龈 炎 ( 奋 森 咽 峡 炎 ) 和 约 30% 的 牙 周 病 主 要 由 厌 氧 革 兰 阴 性 杆 菌 引 起, 核 梭 杆 菌 (F.nucleatum) 和 普 雷 沃 菌 属 占 主 导 地 位 4. 呼 吸 道 感 染 厌 氧 菌 可 感 染 上 下 呼 吸 道 的 任 何 部 位, 如 扁 桃 体 周 围 蜂 窝 织 炎 吸 入 性 肺 炎 坏 死 性 肺 炎 肺 脓 肿 和 脓 胸 等 厌 氧 菌 的 肺 部 感 染 发 生 率 仅 次 于 肺 炎 链 球 菌 性 肺 炎 呼 吸 道 感 染 中 分 离 最 多 的 厌 氧 菌 为 普 雷 沃 菌 属 坏 死 梭 杆 菌 ( F.Necrophorum) 核 梭 杆 菌 消 化 链 球 菌 和 脆 弱 类 杆 菌 等 5. 腹 部 和 会 阴 部 感 染 胃 肠 道 因 手 术 损 伤 穿 孔 及 其 它 异 常 引 起 的 腹 膜 炎 腹 腔 脓 肿 等 感 染 主 要 与 消 化 道 厌 氧 菌 有 关 任 何 引 起 胃 酸 产 生 紊 乱 的 因 素 均 可 导 致 口 腔 微 生 物, 包 括 普 雷 沃 属 的 定 植 ; 与 阑 尾 大 肠 相 关 的 感 染 主 要 由 类 杆 菌, 特 别 是 脆 弱 类 杆 菌 引 起 在 腹 部 会 阴 部 感 染 中, 脆 弱 类 杆 菌 占 病 原 菌 的 60% 以 上 因 上 述 因 素 引 起 的 肝 脓 肿, 亦 以 脆 弱 类 杆 菌 为 主, 但 通 常 为 多 种 微 生 物 的 混 合 感 染 6. 女 性 生 殖 道 感 染 手 术 或 其 它 并 发 症 引 起 的 女 性 生 殖 道 一 系 列 严 重 感 染 中, 如 盆 腔 脓 肿 输 卵 管 卵 巢 脓 肿 子 宫 内 膜 炎 脓 毒 性 流 产 等, 厌 氧 菌 是 主 要 病 原 体 分 离 最 常 见 的 厌 氧 菌 为 消 化 链 球 菌 属 普 雷 沃 菌 属 和 紫 单 胞 菌 等 因 阻 155

156 塞 引 起 的 泌 尿 道 感 染 亦 以 厌 氧 菌 为 主 7. 其 他 无 芽 胞 厌 氧 菌 尚 可 引 起 皮 肤 和 软 组 织 感 染 心 内 膜 炎 等 三 微 生 物 学 检 查 法 标 本 采 取 无 芽 胞 厌 氧 菌 大 多 是 人 体 正 常 菌 群, 标 本 应 从 感 染 中 心 处 采 取 并 注 意 避 免 正 常 菌 群 的 污 染 最 可 靠 的 标 本 是 切 取 或 活 检 得 到 的 组 织 标 本 ; 从 感 染 深 部 吸 取 的 渗 出 物 或 浓 汁 亦 可 厌 氧 菌 对 氧 敏 感, 标 本 采 取 后 宜 立 刻 放 入 特 制 的 厌 氧 标 本 瓶 中, 并 迅 速 送 检 直 接 涂 片 镜 检 浓 汁 标 本 可 直 接 涂 片 染 色 后 观 察 细 菌 的 形 态 特 征 染 色 性 及 菌 量 多 少, 以 供 培 养 判 断 结 果 时 参 考 分 离 培 养 与 鉴 定 这 是 证 实 无 芽 胞 厌 氧 菌 感 染 的 关 键 步 骤 标 本 应 立 即 接 种 到 营 养 丰 富 新 鲜, 含 有 还 原 剂 的 培 养 基 或 特 殊 培 养 基 选 择 培 养 基 中, 最 常 用 的 培 养 基 是 牛 心 脑 浸 液 为 基 础 的 血 平 板 接 种 最 好 在 厌 氧 环 境 中 进 行 ( 如 厌 氧 手 套 箱 等 ) 接 种 后 置 于 37 C 厌 氧 培 养 2~3 天, 如 无 菌 生 长, 继 续 培 养 至 1 周 挑 取 生 长 菌 落 接 种 两 只 血 平 板, 分 别 置 于 有 氧 和 无 氧 环 境 中 培 养, 在 两 种 环 境 中 都 能 生 长 的 是 兼 性 厌 氧 菌, 只 能 在 厌 氧 环 境 中 生 长 的 才 是 专 性 厌 氧 菌 获 得 纯 培 养 后, 再 经 生 化 反 应 进 行 鉴 定 此 外, 利 用 气 液 相 色 譜 检 测 细 菌 代 谢 终 末 产 物 能 迅 速 作 出 鉴 定, 需 氧 菌 和 兼 性 厌 氧 菌 只 能 产 生 乙 酸, 而 检 测 出 其 它 短 链 脂 肪 酸, 如 丁 酸 丙 酸 则 提 示 为 厌 氧 菌 核 酸 杂 交 PCR 等 分 子 生 物 学 方 法 已 可 对 一 些 重 要 的 无 芽 胞 厌 氧 菌 作 出 迅 速 和 特 异 性 诊 断 四 防 治 原 则 主 要 是 避 免 正 常 菌 群 侵 入 其 不 应 存 在 的 部 位 以 及 防 止 局 部 出 现 厌 氧 微 环 境 对 外 科 病 人 特 别 要 注 意 清 洗 伤 口, 去 除 坏 死 组 织 和 异 物, 引 流, 维 持 和 重 建 局 部 良 好 的 血 液 循 环 等 95% 以 上 临 床 厌 氧 菌 包 括 脆 弱 类 杆 菌 对 氯 霉 素 亚 胺 硫 霉 素 氨 苄 青 霉 素 156

157 氧 哌 嗪 青 霉 素 羧 塞 吩 青 霉 素 甲 硝 唑 等 敏 感, 对 头 孢 西 丁 也 很 敏 感, 其 它 如 克 林 霉 素 青 霉 素 G 等 也 可 选 用 万 古 霉 素 适 用 于 所 有 革 兰 阳 性 厌 氧 菌 感 染 但 越 来 越 多 抗 性 菌 株 的 产 生 增 加 了 治 疗 的 难 度,95% 的 菌 株 对 青 霉 素 有 抗 性 如 厌 氧 菌 感 染 中 最 常 见 的 脆 弱 类 杆 菌 能 产 生 β- 内 酰 氨 酶, 可 破 坏 青 霉 素 和 头 孢 霉 素, 因 此, 对 一 些 重 要 感 染, 如 脑 脓 肿 骨 髓 炎 心 内 膜 炎 等, 对 分 离 株 进 行 抗 生 素 敏 感 性 测 定 很 有 必 要 同 时, 在 一 个 地 区 监 测 常 见 的 厌 氧 菌 菌 株 对 抗 生 素 敏 感 性 的 变 化 对 治 疗 亦 有 重 要 的 指 导 作 用 ( 刘 晶 星 ) 第 12 章 放 线 菌 属 与 诺 卡 菌 属 放 线 菌 是 一 大 类 微 生 物, 大 多 数 不 致 病 对 人 致 病 的 放 线 菌 可 分 含 和 不 含 分 枝 菌 酸 2 类 含 分 枝 菌 酸 的 放 线 菌 有 诺 卡 菌 属 分 枝 杆 菌 属 和 棒 状 杆 菌 属 ; 不 含 分 枝 菌 酸 的 有 放 线 菌 属 放 线 菌 属 和 诺 卡 菌 属 因 能 形 成 有 分 枝 的 长 丝, 缠 绕 成 团, 且 引 起 的 疾 病 常 呈 慢 性 过 程, 酷 似 真 菌 感 染, 故 以 往 曾 将 此 两 菌 属 列 入 真 菌 实 则, 它 们 是 原 核 型 细 胞 微 生 物, 细 胞 核 无 核 膜, 细 胞 壁 由 二 氨 基 庚 二 酸 和 磷 壁 酸 构 成 菌 丝 横 径 比 真 菌 细, 以 分 裂 方 式 繁 殖, 对 常 用 的 抗 细 菌 抗 生 素 敏 感, 而 对 抗 真 菌 药 物 不 敏 感 含 分 枝 菌 酸 的 三 属 放 线 菌, 均 为 嗜 氧 菌 本 章 的 放 线 菌 属 为 不 含 分 枝 菌 酸 的 放 线 菌, 为 微 需 氧 或 厌 氧 菌, 致 病 性 较 弱 第 一 节 放 线 菌 属 放 线 菌 属 (Actinomyces) 正 常 寄 居 在 人 和 动 物 口 腔 上 呼 吸 道 胃 肠 道 和 泌 尿 生 殖 道 致 病 的 有 衣 氏 放 线 菌 (A.israelii) 牛 放 线 菌 (A.bovis) 内 氏 放 线 菌 (A.naeslundii) 粘 液 放 线 菌 (A.viscous) 和 龋 齿 放 线 菌 (A.odontolyticus) 等 其 中 对 人 致 病 性 较 强 的 主 要 为 衣 氏 放 线 菌 牛 放 线 菌 主 要 引 起 牛 ( 或 猪 ) 的 放 线 菌 病 放 线 菌 主 要 引 起 内 源 性 感 染, 一 般 不 在 人 间 及 人 与 动 物 间 传 播 生 物 学 性 状 为 革 兰 阳 性 非 抗 酸 性 丝 状 菌, 菌 丝 细 长 无 隔, 直 径 0.5~0.8µm, 有 分 枝, 菌 丝 24h 后 断 裂 成 链 球 或 链 杆 状, 不 形 成 气 生 菌 丝, 有 的 很 象 类 白 喉 杆 菌 ( 图 12-1B) 图 12-1 放 线 菌 放 线 菌 培 养 比 较 困 难, 厌 氧 或 微 需 氧 初 次 分 离 加 5% CO 2 可 促 进 其 生 长, 血 琼 脂 157

158 平 板 上 37 C 4~6d 可 长 出 灰 白 或 淡 黄 色 微 小 圆 形 菌 落 (<1mm) 不 溶 血, 过 氧 化 氢 酶 试 验 阴 性 在 含 糖 肉 汤 中 长 成 球 形 小 团 能 分 解 葡 萄 糖, 产 酸 不 产 气, 不 形 成 吲 哚 衣 氏 放 线 菌 能 还 原 硝 酸 盐 和 分 解 木 糖, 以 资 与 牛 放 线 菌 区 别 在 患 者 病 灶 组 织 和 瘘 管 流 出 的 脓 样 物 质 中, 可 找 到 肉 眼 可 见 的 黄 色 硫 磺 状 小 颗 粒, 称 为 硫 磺 样 颗 粒 (sulfur granule) 它 是 放 线 菌 在 组 织 中 形 成 的 菌 落 ( 图 12-1A) 将 硫 磺 样 颗 粒 制 成 压 片 或 组 织 切 片, 在 显 微 镜 下 可 见 颗 粒 呈 菊 花 状, 核 心 部 分 由 分 枝 的 菌 丝 交 织 组 成 ; 周 围 部 分 长 丝 排 列 成 放 线 状, 菌 丝 末 端 有 胶 质 样 物 质 组 成 鞘 包 围, 且 膨 大 成 棒 状 体 部 分 呈 革 兰 阴 性 病 理 标 本 经 苏 木 精 伊 红 染 色, 中 央 部 为 紫 色, 末 端 膨 大 部 红 色 致 病 性 与 免 疫 性 放 线 菌 大 多 存 在 于 正 常 人 口 腔 等 与 外 界 相 通 的 腔 道, 属 正 常 菌 群 在 机 体 抵 抗 力 减 弱 口 腔 卫 生 不 良 拔 牙 或 外 伤 时 引 起 内 源 性 感 染, 导 致 软 组 织 的 化 脓 性 炎 症 若 无 继 发 感 染 大 多 呈 慢 性 无 痛 性 过 程, 并 常 伴 有 多 发 性 瘘 管 形 成, 排 出 硫 磺 样 颗 粒 是 为 其 特 征, 称 为 放 线 菌 病 根 据 感 染 途 径 和 涉 及 的 器 官 临 床 分 为 面 颈 部 胸 部 腹 部 盆 腔 和 中 枢 神 经 系 统 等 感 染 最 常 见 的 为 面 颈 部 感 染, 约 占 患 者 的 60% 大 多 有 近 期 口 腔 炎 拔 牙 史 或 下 颔 骨 骨 折 后 颈 面 肿 胀, 不 断 产 生 新 结 节 多 发 性 脓 肿 和 瘘 管 形 成 病 原 体 可 沿 导 管 进 入 唾 液 腺 和 泪 腺, 或 直 接 蔓 延 至 眼 眶 和 其 他 部 位 若 累 及 颅 骨 可 引 起 脑 膜 炎 和 脑 脓 肿 胸 部 感 染 常 有 吸 入 史, 也 可 由 颈 面 部 感 染 通 过 血 行 传 播 开 始 在 肺 部 形 成 病 灶, 症 状 和 体 征 似 肺 结 核 损 害 大 多 广 泛 连 续 蔓 延, 可 扩 展 到 心 包 心 肌, 并 能 穿 破 胸 膜 和 胸 壁, 在 体 表 形 成 多 数 瘘 管, 排 出 脓 液 腹 部 感 染 常 由 吞 咽 含 病 原 性 唾 液 或 由 于 腹 壁 外 伤 或 阑 尾 穿 孔 有 报 道 见 有 大 包 块 与 腹 壁 粘 连, 有 便 血 与 排 便 困 难, 疑 为 结 肠 癌, 术 后 切 面 见 多 个 散 在 的 硫 磺 样 颗 粒 盆 腔 感 染 大 多 继 发 于 腹 部 感 染 有 报 道 闭 经 老 妇 阴 道 出 血, 宫 内 组 织 见 脓 团 块, 内 有 硫 磺 样 颗 粒 原 发 性 皮 肤 放 线 菌 病 常 由 外 伤 或 昆 虫 叮 咬 引 起, 先 出 现 皮 下 结 节, 然 后 结 节 软 化 破 溃 形 成 瘘 管 中 枢 神 经 系 统 感 染 常 继 发 于 其 他 病 灶 放 线 菌 与 龋 齿 和 牙 周 炎 有 关 将 从 人 口 腔 分 离 出 的 内 氏 和 粘 液 放 线 菌 接 种 于 无 菌 大 鼠 口 腔 内, 可 导 致 龋 齿 的 发 生 因 这 两 种 放 线 菌 能 产 生 一 种 粘 性 很 强 的 多 糖 物 质 6- 去 氧 太 洛 糖 (6-deoxytalose), 使 口 腔 中 其 他 细 菌 也 粘 附 在 牙 釉 质 上, 形 成 菌 斑 由 于 细 菌 对 食 物 中 糖 类 的 分 解 产 酸 腐 蚀 釉 质, 形 成 龋 齿 细 菌 并 能 进 一 步 引 起 齿 龈 炎 和 牙 周 炎 放 线 菌 病 患 者 血 清 中 可 找 到 多 种 抗 体, 但 抗 体 无 诊 断 价 值 机 体 对 放 线 菌 的 免 疫 主 要 靠 细 胞 免 疫 诊 断 与 防 治 最 主 要 和 简 单 的 方 法 是 从 脓 或 痰 中 寻 找 硫 磺 样 颗 粒 将 可 疑 颗 粒 制 成 压 158

159 片, 在 显 微 镜 下 检 查 是 否 有 放 线 状 排 列 菌 丝 必 要 时 作 厌 氧 培 养 于 不 含 抗 生 素 的 沙 保 培 养 基 及 血 平 板 上 放 线 菌 生 长 缓 慢, 常 需 观 察 2 周 以 上 检 查 菌 落 和 涂 片, 亦 可 取 活 组 织 切 片 染 色 检 查 注 意 口 腔 卫 生 牙 病 早 日 修 补 是 预 防 的 主 要 方 法 患 者 的 脓 肿 和 瘘 管 应 进 行 外 科 清 创 处 理, 同 时 应 用 大 剂 量 青 霉 素 较 长 时 间 治 疗 甲 氧 苄 氨 嘧 啶 - 磺 胺 甲 基 异 恶 唑 (TMP-SMZ) 有 高 效, 亦 可 用 克 林 达 霉 素 红 霉 素 或 林 可 霉 素 等 治 疗 第 二 节 诺 卡 菌 属 诺 卡 菌 属 (Nocardia) 细 胞 壁 含 分 枝 菌 酸, 广 泛 分 布 于 土 壤, 不 属 于 人 体 正 常 菌 群, 故 不 呈 内 源 性 感 染 对 人 致 病 的 主 要 有 3 种 : 星 形 诺 卡 菌 (N.asteroides) 豚 鼠 诺 卡 菌 (N. caviae) 和 巴 西 诺 卡 菌 (N.brasiliensis) 在 我 国 最 常 见 的 为 星 形 诺 苄 菌 生 物 学 性 状 形 态 与 放 线 菌 属 相 似, 但 菌 丝 末 端 不 膨 大 革 兰 染 色 阳 性 有 的 则 为 阴 性, 菌 丝 内 出 现 连 串 的 阳 性 颗 粒 部 分 诺 卡 菌 抗 酸 阳 性, 但 仅 可 用 1% 盐 酸 乙 醇, 延 长 脱 色 时 间 则 变 为 阴 性, 此 点 能 与 结 核 分 枝 杆 菌 区 别 诺 卡 菌 属 与 放 线 菌 属 不 同, 为 严 格 需 氧 菌, 能 形 成 气 生 菌 丝 营 养 要 求 不 高, 在 普 通 培 养 基 上 于 室 温 或 37 C 均 可 生 长 但 繁 殖 速 度 慢, 一 般 需 1 周 以 上 始 见 菌 落 菌 落 可 呈 干 燥 或 蜡 样, 颜 色 黄 白 不 等 诺 卡 菌 在 液 体 培 养 基 中 形 成 菌 膜, 浮 于 液 面, 液 体 澄 清 致 病 性 与 免 疫 性 可 因 吸 入 肺 部 或 侵 入 创 口 引 起 化 脓 感 染, 特 别 在 T 细 胞 缺 陷 ( 如 白 血 病 或 艾 滋 病 患 者 ) 及 器 官 移 植 用 免 疫 抑 制 剂 治 疗 的 患 者 此 菌 常 侵 入 肺 部, 主 要 引 起 化 脓 性 炎 症 与 坏 死, 症 状 与 结 核 相 似 诺 卡 菌 易 通 过 血 行 播 散, 约 1/3 患 者 引 起 脑 膜 炎 与 脑 脓 肿 在 皮 肤 创 伤, 特 别 在 剌 伤 后 可 引 起 感 染, 感 染 也 是 以 化 脓 和 坏 死 为 特 征, 可 形 成 结 节 脓 肿 慢 性 瘘 管 从 瘘 管 中 可 流 出 许 多 小 颗 粒, 即 诺 卡 菌 的 菌 落 好 发 于 脚 和 腿 部, 称 为 足 菌 肿 (mycetoma) 主 要 病 原 菌 为 巴 西 诺 卡 菌 表 种 诺 卡 菌 的 生 化 反 应 星 形 诺 卡 菌 巴 西 诺 卡 菌 豚 鼠 诺 卡 菌 酪 氨 酸 _ + _ 黄 嘌 呤 + 159

160 尿 素 葡 萄 糖 鼠 李 糖 +/ _ 诊 断 与 治 疗 根 据 脓 痰 涂 片 和 压 片 检 查, 可 见 有 革 兰 阳 性 和 部 分 抗 酸 性 分 枝 菌 丝 若 见 散 在 的 抗 酸 性 杆 菌, 应 与 结 核 分 枝 杆 菌 相 区 别 分 离 可 用 沙 保 培 养 基 或 脑 心 浸 液 琼 脂 平 板 分 离 菌 株 进 一 步 作 生 化 反 应 鉴 定 ( 表 12-1) 需 注 意, 诺 卡 菌 入 侵 肺 部 后 由 于 巨 噬 细 胞 等 免 疫 因 素 的 作 用 下 可 使 之 变 为 L 型 因 此, 常 需 反 复 检 查 才 能 证 实 有 人 将 豚 鼠 诺 卡 菌 注 入 112 只 小 鼠 鼻 腔 均 能 引 起 急 性 致 死 性 肺 炎 死 鼠 肺 匀 浆 接 种 在 心 脑 浸 液 琼 脂 平 板 不 易 分 离 出 病 原 菌, 但 在 高 渗 培 养 基 上 均 能 分 离 出 L 型 局 部 治 疗 主 要 为 手 术 清 创, 切 除 坏 死 组 织 各 种 感 染 应 用 磺 胺 药 治 疗 有 时 还 可 加 用 环 丝 氨 酸 一 般 治 疗 时 间 不 少 于 6 周 ( 林 特 夫 ) 第 13 章 棒 状 杆 菌 属 棒 状 杆 菌 属 (Corynebacterium) 与 分 枝 杆 菌 属 和 诺 卡 菌 属 一 样, 是 放 线 菌 中 细 胞 壁 含 短 链 分 枝 菌 酸 的 菌 属 革 兰 阳 性, 菌 体 一 端 或 两 端 膨 大 呈 棒 状 的 杆 菌 菌 体 染 色 不 均 匀, 出 现 节 段 浓 染 或 有 异 染 颗 粒 排 列 不 规 则, 呈 栅 栏 状 无 荚 膜 无 鞭 毛, 不 产 生 芽 胞 此 属 细 菌 种 类 较 多 广 泛 分 布 于 动 植 物 上 可 定 植 于 人 皮 肤 上 呼 吸 道 和 泌 尿 生 殖 道 粘 膜 大 多 为 条 件 致 病 菌, 能 引 起 人 类 致 病 且 具 传 染 性 的 主 要 为 白 喉 棒 状 杆 菌 第 一 节 白 喉 棒 状 杆 菌 白 喉 棒 状 杆 菌 (C.diphtheriae), 俗 称 白 喉 杆 菌, 是 白 喉 的 病 原 菌 白 喉 是 一 种 急 性 呼 吸 道 传 染 病, 患 者 咽 喉 部 出 现 灰 白 色 的 假 膜 该 菌 能 产 生 强 烈 外 毒 素, 进 入 血 液 可 引 起 全 身 中 毒 症 状 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 菌 体 细 长 微 弯, 一 端 或 两 端 膨 大 呈 棒 状 细 菌 常 排 列 呈 V L 等 文 字 形 革 兰 染 色 阳 性 用 美 蓝 短 时 间 染 色 菌 体 着 色 不 均 匀, 出 现 有 深 染 的 颗 粒 用 Neisser 或 Albert 等 法 染 色, 这 些 颗 粒 与 菌 体 着 染 颜 色 不 同, 称 为 异 染 颗 粒 ( 图 13-1) 颗 粒 的 主 要 成 分 是 核 糖 核 酸 和 多 磷 酸 盐, 在 鉴 定 时 有 重 要 意 义 但 当 细 菌 衰 老 时 异 染 颗 粒 被 消 耗 而 不 明 显, 且 细 胞 壁 变 薄 易 被 脱 色, 常 造 成 革 兰 染 色 不 定, 有 时 在 革 兰 阴 性 的 菌 体 中 见 有 阳 性 颗 粒 或 节 段 图 13-1 培 养 特 性 需 氧 或 兼 性 厌 氧 培 养 过 夜 在 血 平 板 上 可 见 1~3mm 菌 落 在 含 有 凝 固 血 清 的 吕 氏 血 清 斜 面 上 生 长 迅 速, 涂 片 染 色 异 染 颗 粒 明 显 分 离 培 养 时 常 用 鉴 别 选 择 培 养 基 含 160

161 0.03%~0.04% 亚 碲 酸 钾 的 血 平 板 亚 碲 酸 钾 能 抑 制 杂 菌, 且 白 喉 棒 状 杆 菌 能 吸 收 亚 碲 酸 盐 使 其 还 原 为 元 素 碲, 菌 落 呈 黑 色 抵 抗 力 白 喉 棒 状 杆 菌 对 湿 热 抵 抗 力 不 强, 煮 沸 1min 死 亡 但 对 寒 冷 和 干 燥 抵 抗 力 强 在 衣 服 床 单 玩 具 上 可 存 活 数 天 至 数 周 5% 石 炭 酸 中 1min 3% 来 沙 尔 中 10min 死 亡 对 青 霉 素 氯 霉 素 红 霉 素 敏 感 二 致 病 性 致 病 物 质 白 喉 棒 状 杆 菌 的 致 病 性 与 其 产 生 的 白 喉 外 毒 素 有 关 大 多 白 喉 棒 状 杆 菌 的 β- 噬 菌 体 带 有 编 码 外 毒 素 的 tox 基 因, 而 白 喉 棒 状 杆 菌 本 身 无 此 基 因 当 这 种 噬 菌 体 侵 入 白 喉 棒 状 杆 菌, 在 溶 原 阶 段 tox 基 因 即 可 整 合 到 宿 主 染 色 体 上, 使 之 产 生 毒 素 白 喉 毒 素 含 有 A 和 B 2 个 亚 单 位 B 亚 单 位 上 有 1 个 受 体 结 合 区 和 1 个 转 位 区 A 亚 单 位 上 有 1 个 催 化 区 许 多 真 核 细 胞, 特 别 是 心 肌 和 神 经 细 胞 上 都 有 这 种 毒 素 的 受 体, 说 明 严 重 的 白 喉 患 者 可 有 中 毒 性 心 肌 炎 和 神 经 症 状 的 原 因 当 毒 素 与 宿 主 细 胞 结 合 而 被 吞 入 细 胞 的 内 泡 中 后, 通 过 B 亚 单 位 转 位 区 的 介 导, 使 A 亚 单 位 释 放 到 宿 主 胞 质 内 A 亚 单 位 有 毒 性, 可 使 细 胞 内 延 伸 因 子 2(elongation factor-2,ef-2) 灭 活, 影 响 蛋 白 质 的 合 成 白 喉 毒 素 有 剧 毒, 估 计 1 个 毒 素 分 子 能 使 1 个 细 胞 内 所 有 的 EF-2 灭 活, 故 1~2 个 毒 素 分 子 进 入 细 胞 即 可 将 细 胞 杀 死 现 已 有 人 证 明 成 人 与 鼠 对 白 喉 毒 素 尚 有 一 定 的 耐 受 性 但 肿 瘤 组 织 对 白 喉 毒 素 高 度 敏 感 故 有 人 提 出 将 肿 瘤 单 克 隆 抗 体 与 毒 素 A 亚 单 位 结 合, 注 入 患 者 可 使 A 亚 单 位 对 肿 瘤 有 特 异 性 杀 伤 作 用, 以 此 作 为 生 物 导 弹 来 治 疗 肿 瘤 所 致 疾 病 白 喉 棒 状 杆 菌 存 在 于 患 者 及 带 菌 者 的 鼻 咽 腔 中, 随 飞 沫 或 污 染 的 物 品 传 播 感 染 后 细 菌 在 鼻 咽 喉 部 粘 膜 上 繁 殖 并 分 泌 外 毒 素, 引 起 局 部 炎 症 及 全 身 中 毒 症 状 细 菌 和 外 毒 素 可 使 局 部 粘 膜 上 皮 细 胞 产 生 炎 性 渗 出 与 坏 死 渗 出 物 中 含 有 纤 维 蛋 白, 能 将 炎 性 细 胞 粘 膜 坏 死 组 织 和 白 喉 棒 状 杆 菌 凝 聚 在 一 起, 形 成 灰 白 色 点 状 或 片 状 假 膜 此 假 膜 在 咽 部 与 粘 膜 下 组 织 紧 密 粘 连 不 易 拭 去 若 假 膜 扩 展 至 气 管 支 气 管 粘 膜, 由 于 其 上 具 有 纤 毛, 假 膜 容 易 脱 落 而 引 起 呼 吸 道 阻 塞, 成 为 白 喉 早 期 致 死 的 主 要 原 因 有 报 道 从 喉 气 管 镜 检 中 取 出 气 管 支 气 管 铸 型 膜 管 白 喉 棒 状 杆 菌 本 身 一 般 不 侵 入 血 流, 但 被 吸 收 的 外 毒 素 则 可 通 过 血 液 与 易 感 的 组 织 结 合, 在 临 床 上 引 起 各 种 表 现, 如 心 肌 炎 软 腭 麻 痹 声 嘶 肾 上 腺 功 能 障 碍 等 症 状 约 2/3 患 者 的 心 肌 受 损, 多 发 生 在 病 后 2~3 周, 成 为 白 喉 晚 期 致 死 的 主 要 原 因 此 外, 该 菌 偶 可 侵 害 眼 结 膜 外 耳 道 阴 道 和 皮 肤 创 口 等 处, 亦 能 形 成 假 膜 三 免 疫 性 白 喉 的 免 疫 主 要 靠 抗 毒 素 中 和 外 毒 素 的 作 用 抗 毒 素 可 阻 止 毒 素 B 亚 单 位 与 敏 感 的 哺 乳 动 物 细 胞 结 合, 使 A 亚 单 位 不 能 进 入 细 胞 在 病 后 隐 性 感 染 和 预 防 接 种 等 均 可 获 得 特 异 免 疫 力 人 对 白 喉 棒 状 杆 菌 普 遍 易 感 新 生 儿 从 母 体 被 动 获 得 抗 毒 素 而 有 免 疫 力, 出 生 后 免 疫 逐 渐 消 失 3 个 月 时 仅 60% 有 免 疫 力,1 岁 时 几 乎 全 部 易 感 以 往 白 喉 患 者 约 50% 在 5 岁 以 内 近 年 来 由 于 婴 幼 儿 及 学 龄 前 儿 童 普 遍 进 行 预 防 接 种, 儿 童 与 少 年 发 病 率 有 所 降 低, 白 喉 在 人 群 中 的 传 播 日 益 减 少, 隐 性 感 染 的 机 会 也 随 之 减 少, 故 发 病 年 龄 出 现 推 迟 现 象 调 查 人 群 对 白 喉 的 免 疫 力 可 用 白 喉 毒 素 作 皮 内 试 验, 称 为 锡 克 试 验 (Schick test) 试 验 是 根 据 毒 素 抗 毒 素 中 和 原 理, 以 少 量 毒 素 测 定 机 体 内 有 无 抗 毒 素 免 疫 的 一 种 方 法 在 一 侧 前 臂 皮 内 注 射 白 喉 毒 素 0.1 ml, 内 含 1/50 豚 鼠 最 小 致 死 量 另 一 侧 前 臂 皮 内 注 射 0.1 ml 对 照 液 ( 同 样 毒 素 加 热 80 C 5 min 破 坏 其 毒 性 ) 结 果 与 判 断 如 下 : 阴 性 反 应 两 侧 前 臂 注 射 处 均 无 任 何 反 应 表 示 机 体 有 足 量 抗 毒 素, 对 白 喉 有 免 疫 力 阳 性 反 应 试 验 侧 注 射 局 部 于 24~48h 开 始 出 现 红 肿, 直 径 1~2cm,4~7d 达 高 峰, 对 照 161

162 侧 无 反 应 表 明 机 体 对 白 喉 易 感, 无 免 疫 力 假 阳 性 反 应 试 验 侧 与 对 照 侧 均 于 6~18h 出 现 红 肿,1~2d 消 退 表 明 机 体 对 毒 素 蛋 白 质 有 超 敏 反 应, 同 时 血 液 内 有 足 够 抗 毒 素, 所 以 对 白 喉 有 免 疫 力 混 合 反 应 两 侧 前 臂 注 射 处 均 于 6~18h 出 现 红 肿, 对 照 侧 3~4d 反 应 消 退, 试 验 侧 至 第 4~7d 才 达 高 峰 表 明 机 体 对 毒 素 蛋 白 有 超 敏 反 应, 而 对 白 喉 没 有 免 疫 力 四 微 生 物 学 检 查 法 标 本 用 无 菌 棉 拭 从 患 者 病 变 部 位 假 膜 及 其 边 缘 取 材 检 查 直 接 涂 片 镜 检 将 棉 拭 标 本 直 接 作 涂 片, 用 美 蓝 或 Albert 法 染 色 后 镜 检 若 找 到 有 白 喉 棒 状 杆 菌 典 型 形 态 排 列, 并 有 异 染 颗 粒 者, 结 合 临 床 即 可 作 初 步 诊 断, 以 便 及 时 治 疗 白 喉 的 治 疗 是 否 及 时 与 死 亡 率 密 切 相 关, 故 早 期 快 速 诊 断 至 关 重 要 分 离 培 养 将 棉 拭 取 材 接 种 于 吕 氏 血 清 斜 面, 经 37 C 6~12h 增 菌 后 作 涂 片 镜 检 检 出 率 要 比 直 接 涂 片 高, 有 助 于 快 速 诊 断 延 长 培 养 至 12~18h, 则 可 长 出 灰 白 色 小 菌 落 毒 力 鉴 定 毒 力 鉴 定 是 鉴 别 白 喉 棒 状 杆 菌 与 其 他 棒 状 杆 菌 的 重 要 试 验 检 测 方 法 分 体 外 与 体 内 两 类, 体 外 法 可 用 SPA 协 同 凝 集 试 验 ; 体 内 法 可 用 豚 鼠 作 体 内 中 和 试 验 后 者 选 体 重 250g 的 豚 鼠 2 只, 其 中 1 只 于 试 验 前 12h 由 腹 腔 注 射 白 喉 抗 毒 素 250~500 单 位 作 为 对 照 然 后 2 只 豚 鼠 均 于 皮 下 注 射 待 检 菌 的 48h 培 养 液 2ml 若 于 2~4d 试 验 动 物 死 亡, 而 对 照 动 物 活 存, 表 明 待 检 菌 能 产 生 白 喉 毒 素 五 防 治 原 则 白 喉 的 特 异 性 预 防 有 人 工 主 动 免 疫 和 人 工 被 动 免 疫 两 种 注 射 白 喉 类 毒 素 是 预 防 白 喉 的 主 要 措 施 自 从 应 用 白 喉 类 毒 素 后, 我 国 白 喉 的 发 病 率 从 1949 年 的 23.1/10 万 下 降 至 1985 年 的 0.14/10 万 目 前 国 内 外 均 应 用 白 喉 类 毒 素 百 日 咳 疫 苗 和 破 伤 风 类 毒 素 混 合 制 剂 ( 简 称 白 百 破 三 联 疫 苗 ) 国 外 报 道 有 效 率 达 97%, 但 大 量 成 人 血 清 抗 体 低 于 保 护 水 平 (0.01IU/ml) 因 此, 应 在 出 生 后 3 月 初 次 接 种,3~4 岁 和 6 岁 各 加 强 1 次 以 后 每 10 年 应 重 复 免 疫 1 次 对 密 切 接 触 过 白 喉 病 人 的 易 感 儿 童, 应 肌 肉 注 射 白 喉 抗 毒 素 1000~3000 单 位 作 紧 急 预 防 为 避 免 用 马 血 清 制 备 的 白 喉 抗 毒 素 引 起 速 发 型 超 敏 反 应, 一 般 主 张 立 即 给 密 切 接 触 且 鼻 咽 部 培 养 阳 性 者 进 行 药 物 预 防, 如 注 射 青 霉 素 或 口 服 红 霉 素, 而 不 轻 易 使 用 抗 毒 素 对 白 喉 患 者 的 治 疗, 使 用 抗 生 素 外 应 尽 早 注 射 足 量 白 喉 抗 毒 素 根 据 病 情 通 常 用 2~10 万 单 位 肌 肉 或 静 脉 注 射 注 射 前 应 作 皮 肤 试 验, 阳 性 者 进 行 脱 敏 治 疗 抗 毒 素 的 治 疗 应 当 尽 早, 毒 素 一 旦 与 宿 主 易 感 细 胞 结 合 则 不 能 被 抗 毒 素 中 和 延 迟 1d 使 用 抗 毒 素, 心 肌 炎 等 并 发 症 与 死 亡 率 将 增 加 1 倍 第 二 节 其 他 棒 状 杆 菌 棒 状 杆 菌 属 除 白 喉 棒 状 杆 菌 外, 大 多 不 产 生 外 毒 素 菌 体 较 粗 短, 着 色 较 均 匀, 很 少 有 异 染 颗 粒 大 多 寄 生 在 人 或 动 物 的 鼻 腔 咽 喉 外 耳 道 外 阴 泌 尿 道 和 皮 肤 等 处 为 条 件 致 病 菌 人 体 常 见 的 有 溃 疡 棒 状 杆 菌 (C.ulcerans), 可 从 类 似 白 喉 的 溃 疡 性 咽 喉 病 灶 中 分 离 出 ; 痤 疮 棒 状 杆 菌 (C.acnes), 可 引 起 痤 疮 或 粉 剌 ; 阴 道 棒 状 杆 菌 (C.vaginale), 可 引 起 非 特 异 性 阴 道 炎 或 尿 道 炎 ; 假 白 喉 棒 状 杆 菌 (C.pseudodiphtheriticum), 常 存 在 于 正 常 人 鼻 咽 腔 咽 喉 部 ; 结 膜 干 燥 棒 状 杆 菌 (C.xerosis), 常 寄 居 于 眼 结 膜 ; 溶 脲 棒 状 杆 菌 (C.urelyticum) 引 起 泌 尿 道 感 染, 此 菌 能 产 生 大 量 尿 素 酶 使 尿 液 变 碱 导 致 结 石 形 成 另 有 1 种 短 小 棒 状 杆 菌 (C.pavum) 具 有 佐 剂 作 用, 可 作 为 免 疫 增 强 剂 ( 林 特 夫 ) 162

163 第 14 章 分 枝 杆 菌 属 分 枝 杆 菌 属 (Mycobacterium) 是 一 类 细 长 略 弯 曲 的 微 生 物, 有 时 有 分 枝 或 出 现 丝 状 体 目 前 在 分 类 学 上 已 将 分 枝 杆 菌 属 归 纳 于 放 线 菌 中 对 人 致 病 的 放 线 菌 可 分 含 和 不 含 分 枝 菌 酸 两 类 分 枝 杆 菌 属 于 含 分 枝 菌 酸 类 本 属 细 菌 的 主 要 特 点 是 细 胞 壁 含 有 大 量 脂 质, 主 要 是 分 枝 菌 酸 这 和 其 染 色 性 生 长 特 性 致 病 性 抵 抗 力 等 密 切 相 关 一 般 不 易 着 色, 若 经 加 温 或 延 长 染 色 时 间 而 着 色 后 能 抵 抗 强 脱 色 剂 盐 酸 乙 醇 的 脱 色, 故 又 称 抗 酸 杆 菌 (acid-fast bacilli) 该 菌 属 无 鞭 毛 无 芽 胞 不 产 生 内 外 毒 素, 其 致 病 性 和 菌 体 成 分 有 关 引 起 的 疾 病 都 呈 慢 性, 并 伴 有 肉 芽 肿 分 枝 杆 菌 种 类 较 多, 可 分 为 结 核 分 枝 杆 菌 复 合 群 非 结 核 分 枝 杆 菌 和 麻 风 分 枝 杆 菌 三 类 非 结 核 分 枝 杆 菌 根 据 生 长 速 度 和 产 色 等 不 同 又 分 为 4 组 ( 表 13-1) 表 13-1 分 枝 杆 菌 的 分 类 分 类 生 长 特 性 主 要 对 人 致 病 的 分 枝 杆 菌 结 核 分 枝 杆 菌 复 合 群 生 长 缓 慢 结 核 分 枝 杆 菌 牛 分 枝 杆 菌 非 结 核 分 枝 杆 菌 Ⅰ 组 生 长 缓 慢 光 产 色 堪 萨 斯 分 枝 杆 菌 海 分 枝 杆 菌 Ⅱ 组 生 长 缓 慢 暗 产 色 瘰 疠 分 枝 杆 菌 Ⅲ 组 生 长 缓 慢 不 产 色 鸟 - 胞 内 分 枝 杆 菌 Ⅳ 组 生 长 快 速 偶 发 分 枝 杆 菌 麻 风 分 枝 杆 菌 人 工 培 养 基 上 不 生 长 第 一 节 结 核 分 枝 杆 菌 结 核 分 枝 杆 菌 (M.tuberculosis), 俗 称 结 核 杆 菌, 是 引 起 结 核 病 的 病 原 菌 可 侵 犯 全 身 各 器 官, 但 以 肺 结 核 为 最 多 见 结 核 病 至 今 仍 为 重 要 的 传 染 病 估 计 世 界 人 口 中 1/3 感 染 结 核 分 枝 杆 菌 据 WHO 报 道, 每 年 约 有 800 万 新 病 例 发 生, 至 少 有 300 万 人 死 于 该 病 我 国 建 国 前 死 亡 率 达 人 /10 万, 居 各 种 疾 病 死 亡 原 因 之 首, 建 国 后 人 民 生 活 水 平 提 高, 卫 生 状 态 改 善, 特 别 是 开 展 了 群 防 群 治, 儿 童 普 遍 接 种 卡 介 苗, 结 核 病 的 发 病 率 和 死 亡 率 大 为 降 低 但 应 注 意, 世 界 上 有 些 地 区 因 艾 滋 病 吸 毒 免 疫 抑 制 剂 的 应 用 酗 酒 和 贫 困 等 原 因, 发 病 率 又 有 上 升 趋 势 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 结 核 分 枝 杆 菌 为 细 长 略 带 弯 曲 的 杆 菌, 大 小 1~4X0.4µm( 图 14-1A) 牛 分 枝 杆 菌 则 比 较 粗 短 分 枝 杆 菌 属 的 细 菌 细 胞 壁 脂 质 含 量 较 高, 约 占 干 重 的 60%, 特 别 是 有 大 量 分 枝 菌 酸 (mycolic acid) 包 围 在 肽 聚 糖 层 的 外 面, 可 影 响 染 料 的 穿 入 分 枝 杆 菌 一 般 用 齐 尼 (Ziehl- Neelsen) 抗 酸 染 色 法, 以 5% 石 炭 酸 复 红 加 温 染 色 后 可 以 染 上, 但 用 3% 盐 酸 乙 醇 不 易 脱 色 若 再 加 用 美 蓝 复 染, 则 分 枝 杆 菌 呈 红 色, 而 其 他 细 菌 和 背 景 中 的 物 质 为 蓝 色 近 年 发 现 结 核 分 枝 杆 菌 在 细 胞 壁 外 尚 有 一 层 荚 膜 一 般 因 制 片 时 遭 受 破 坏 而 不 易 看 到 若 在 制 备 电 镜 标 本 固 定 前 用 明 胶 处 理, 可 防 止 荚 膜 脱 水 收 缩 在 电 镜 下 可 看 到 菌 体 外 有 一 层 较 厚 的 透 明 区, 即 荚 膜, 荚 膜 对 结 核 分 枝 杆 菌 有 一 定 的 保 护 作 用 结 核 分 枝 杆 菌 在 体 内 外 经 青 霉 素 环 丝 氨 酸 或 溶 菌 酶 诱 导 可 影 响 细 胞 壁 中 肽 聚 糖 的 合 成, 异 烟 肼 影 响 分 枝 菌 酸 的 合 成, 巨 噬 细 胞 吞 噬 结 核 分 枝 杆 菌 后 溶 菌 酶 的 作 用 可 破 坏 肽 聚 糖, 均 可 导 致 其 变 为 L 型, 呈 颗 粒 状 或 丝 状 ( 图 14-1B 与 C) 异 烟 肼 影 响 分 枝 菌 酸 的 合 成, 可 163

164 变 为 抗 酸 染 色 阴 性 这 种 形 态 多 形 染 色 多 变 在 肺 内 外 结 核 感 染 标 本 中 常 能 见 到 临 床 结 核 性 冷 脓 疡 和 痰 标 本 中 甚 至 还 可 见 有 非 抗 酸 性 革 兰 阳 性 颗 粒, 过 去 称 为 Much 颗 粒 该 颗 粒 在 体 内 或 细 胞 培 养 中 能 返 回 为 抗 酸 性 杆 菌, 故 亦 为 L 型 图 14-1A B 和 C 培 养 特 性 专 性 需 氧 最 适 温 度 为 37 C, 低 于 30 C 不 生 长 结 核 分 枝 杆 菌 细 胞 壁 的 脂 质 含 量 较 高, 影 响 营 养 物 质 的 吸 收, 故 生 长 缓 慢 在 一 般 培 养 基 中 每 分 裂 1 代 需 时 18~24h, 营 养 丰 富 时 只 需 5h 初 次 分 离 需 要 营 养 丰 富 的 培 养 基 常 用 的 有 罗 氏 (Lowenstein-Jensen) 固 体 培 养 基, 内 含 蛋 黄 甘 油 马 铃 薯 无 机 盐 和 孔 雀 绿 等 孔 雀 绿 可 抑 制 杂 菌 生 长, 便 于 分 离 和 长 期 培 养 蛋 黄 含 脂 质 生 长 因 子, 能 刺 激 生 长 根 据 接 种 菌 多 少, 一 般 2~4 周 可 见 菌 落 生 长 菌 落 呈 颗 粒 结 节 或 花 菜 状, 乳 白 色 或 米 黄 色, 不 透 明 在 液 体 培 养 基 中 可 能 由 于 接 触 营 养 面 大, 细 菌 生 长 较 为 迅 速 一 般 1~2 周 即 可 生 长 临 床 标 本 检 查 液 体 培 养 比 固 体 培 养 的 阳 性 率 高 数 倍 生 化 反 应 结 核 分 枝 杆 菌 不 发 酵 糖 类 与 牛 分 枝 杆 菌 的 区 别 在 于 结 核 分 枝 杆 菌 可 合 成 烟 酸 和 还 原 硝 酸 盐, 而 牛 分 枝 杆 菌 不 能 热 触 酶 试 验 对 区 别 结 核 分 枝 杆 菌 与 非 结 核 分 枝 杆 菌 有 重 要 意 义 结 核 分 枝 杆 菌 大 多 数 触 酶 试 验 阳 性, 而 热 触 酶 试 验 阴 性 ; 非 结 核 分 枝 杆 菌 则 大 多 数 两 种 试 验 均 阳 性 热 触 酶 试 验 检 查 方 法 是 将 浓 的 细 菌 悬 液 置 68 C 水 浴 加 温 20min, 然 后 再 加 H2O2 观 察 是 否 产 生 气 泡, 有 气 泡 者 为 阳 性 抵 抗 力 结 核 分 枝 杆 菌 细 胞 壁 中 含 有 脂 质, 故 对 乙 醇 敏 感, 在 70% 乙 醇 中 2min 死 亡 此 外, 脂 质 可 防 止 菌 体 水 分 丢 失, 故 对 干 燥 的 抵 抗 力 特 别 强 粘 附 在 尘 埃 上 保 持 传 染 性 8~ 10d, 在 干 燥 痰 内 可 存 活 6~8 个 月 结 核 分 枝 杆 菌 对 湿 热 敏 感, 在 液 体 中 加 热 62~63 C 15min 或 煮 沸 即 被 杀 死 结 核 分 枝 杆 菌 对 紫 外 线 敏 感 直 接 日 光 照 射 数 小 时 可 被 杀 死, 可 用 于 结 核 患 者 衣 服 书 籍 等 的 消 毒 结 核 分 枝 杆 菌 的 抵 抗 力 与 环 境 中 有 机 物 的 存 在 有 密 切 关 系, 如 痰 液 可 增 强 结 核 分 枝 杆 菌 的 抵 抗 力 因 大 多 数 消 毒 剂 可 使 痰 中 的 蛋 白 质 凝 固, 包 在 细 菌 周 围, 使 细 菌 不 易 被 杀 死 5% 石 炭 酸 在 无 痰 时 30min 可 杀 死 结 核 分 枝 杆 菌, 有 痰 时 需 要 24h; 5% 来 苏 儿 无 痰 时 5min 杀 死 结 核 分 枝 杆 菌, 有 痰 时 需 要 1~2h 结 核 分 枝 杆 菌 对 酸 (3% HCl 或 6% H2SO4) 或 碱 (4% NaOH) 有 抵 抗 力,15min 不 受 影 响 可 在 分 离 培 养 时 用 于 处 理 有 杂 菌 污 染 的 标 本 和 消 化 标 本 中 的 粘 稠 物 质 结 核 分 枝 杆 菌 对 1: 孔 雀 绿 有 抵 抗 力, 加 在 培 养 基 中 可 抑 制 杂 菌 生 长 结 核 分 枝 杆 菌 对 链 霉 素 异 烟 肼 利 福 平 环 丝 氨 酸 乙 胺 丁 醇 卡 那 霉 素 对 氨 基 水 杨 酸 等 敏 感, 但 长 期 用 药 容 易 出 现 耐 药 性, 而 吡 嗪 酰 胺 的 耐 药 性 <5% 变 异 性 结 核 分 枝 杆 菌 可 发 生 形 态 菌 落 毒 力 免 疫 原 性 和 耐 药 性 等 变 异 卡 介 苗 (BCG) 就 是 Calmette 和 Guerin 2 人 (1908) 将 牛 结 核 分 枝 杆 菌 在 含 甘 油 胆 汁 马 铃 薯 的 培 养 基 中 经 13 年 230 次 传 代 而 获 得 的 减 毒 活 疫 苗 株, 现 广 泛 用 于 预 防 接 种 结 核 分 枝 杆 菌 易 发 生 耐 药 性 在 固 体 培 养 基 中 对 常 用 的 含 异 烟 肼 1µg 链 霉 素 10µg 利 福 平 50µg 能 生 长 的 结 核 分 枝 杆 菌 为 耐 药 菌 耐 药 菌 株 毒 力 有 所 减 弱 异 烟 肼 可 影 响 细 胞 壁 中 分 枝 菌 酸 的 合 成, 诱 导 结 核 分 枝 杆 菌 成 为 L 型, 此 可 能 是 耐 异 烟 肼 的 一 种 原 因 药 物 敏 感 试 验 表 明 对 异 烟 肼 耐 药, 而 对 利 福 平 和 链 霉 素 大 多 仍 敏 感 故 目 前 治 疗 多 主 张 异 烟 肼 和 利 福 平 或 吡 嗪 酰 胺 联 合 用 药, 以 减 少 耐 药 性 的 产 生, 增 强 疗 效 临 床 上 耐 异 烟 肼 菌 株 致 病 性 也 有 所 减 弱 实 验 证 明 豚 鼠 感 染 结 核 分 枝 杆 菌 常 于 6 周 内 死 亡, 且 肝 内 见 有 粟 粒 性 病 灶 ; 而 感 染 L 型 后 往 往 要 百 余 天 才 死 亡, 病 灶 缺 乏 典 型 结 核 结 节 病 变 但 L 型 有 回 复 的 特 性, 未 经 彻 底 治 疗 可 导 致 复 发 近 年 来 世 界 各 地 结 核 分 枝 杆 菌 的 多 耐 菌 株 逐 渐 增 多, 甚 至 引 起 暴 发 流 行 结 核 分 枝 杆 菌 164

165 的 耐 药 可 由 自 发 突 变 产 生 ( 原 发 性 耐 药 ) 或 由 用 药 不 当 经 突 变 选 择 产 生 ( 继 发 性 耐 药 ) 但 多 耐 的 产 生 主 要 可 能 由 于 后 者 耐 药 基 因 在 染 色 体 上, 对 不 同 药 物 的 耐 药 基 因 不 相 连 接, 所 以 联 合 用 药 治 疗 有 效 对 异 烟 肼 耐 药 与 katg 基 因 丢 失 有 关 易 感 株 有 该 基 因, 耐 药 株 无 利 福 平 主 要 作 用 于 RNA 多 聚 酶 编 码 该 酶 的 基 因 (rpob) 突 变 则 引 起 对 利 福 平 耐 药 1999 年 国 内 报 道 7 株 耐 利 福 平 株 全 部 rpob 基 因 发 生 突 变 敏 感 株 则 否 二 致 病 性 结 核 分 枝 杆 菌 不 产 生 内 外 毒 素 其 致 病 性 可 能 与 细 菌 在 组 织 细 胞 内 大 量 繁 殖 引 起 的 炎 症, 菌 体 成 分 和 代 谢 物 质 的 毒 性 以 及 机 体 对 菌 体 成 分 产 生 的 免 疫 损 伤 有 关 致 病 物 质 与 荚 膜 脂 质 和 蛋 白 质 有 关 1. 荚 膜 荚 膜 的 主 要 成 分 为 多 糖, 部 分 脂 质 和 蛋 白 质 其 对 结 核 分 枝 杆 菌 的 作 用 有 :1 荚 膜 能 与 吞 噬 细 胞 表 面 的 补 体 受 体 3(CR3) 结 合, 有 助 于 结 核 分 枝 杆 菌 在 宿 主 细 胞 上 的 粘 附 与 入 侵 ;2 荚 膜 中 有 多 种 酶 可 降 解 宿 主 组 织 中 的 大 分 子 物 质, 供 入 侵 的 结 核 分 枝 杆 菌 繁 殖 所 需 的 营 养 ;3 荚 膜 能 防 止 宿 主 的 有 害 物 质 进 入 结 核 分 枝 杆 菌, 甚 至 如 小 分 子 NaOH 也 不 易 进 入 故 结 核 标 本 用 4% NaOH 消 化 时, 一 般 细 菌 很 快 杀 死, 但 结 核 分 枝 杆 菌 可 耐 受 数 十 分 钟 结 核 分 枝 杆 菌 入 侵 后 荚 膜 还 可 抑 制 吞 噬 体 与 溶 酶 体 的 融 合 2. 脂 质 据 实 验 研 究 细 菌 毒 力 可 能 与 其 所 含 复 杂 的 脂 质 成 分 有 关, 特 别 是 糖 脂 更 为 重 要 1 索 状 因 子 : 是 分 枝 菌 酸 和 海 藻 糖 结 合 的 一 种 糖 脂 能 使 细 菌 在 液 体 培 养 基 中 呈 蜿 蜒 索 状 排 列 ( 图 14-2) 此 因 子 与 结 核 分 枝 杆 菌 毒 力 密 切 相 关 它 能 破 坏 细 胞 线 粒 体 膜, 影 响 细 胞 呼 吸, 抑 制 白 细 胞 游 走 和 引 起 慢 性 肉 芽 肿 若 将 其 从 细 菌 中 提 出, 则 细 菌 丧 失 毒 力 2 磷 脂 : 能 促 使 单 核 细 胞 增 生, 并 使 炎 症 灶 中 的 巨 噬 细 胞 转 变 为 类 上 皮 细 胞, 从 而 形 成 结 核 结 节 3 硫 酸 脑 苷 脂 (sulfatide): 可 抑 制 吞 噬 细 胞 中 吞 噬 体 与 溶 酶 体 的 结 合, 使 结 核 分 枝 杆 菌 能 在 吞 噬 细 胞 中 长 期 存 活 4 蜡 质 D: 是 一 种 肽 糖 脂 和 分 枝 菌 酸 的 复 合 物, 可 从 有 毒 株 或 卡 介 苗 中 用 甲 醇 提 出, 具 有 佐 剂 作 用, 可 激 发 机 体 产 生 迟 发 型 超 敏 反 应 图 蛋 白 质 有 抗 原 性, 和 蜡 质 D 结 合 后 能 使 机 体 发 生 超 敏 反 应, 引 起 组 织 坏 死 和 全 身 中 毒 症 状, 并 在 形 成 结 核 结 节 中 发 挥 一 定 作 用 所 致 疾 病 结 核 分 枝 杆 菌 可 通 过 呼 吸 道 消 化 道 或 皮 肤 损 伤 侵 入 易 感 机 体, 引 起 多 种 组 织 器 官 的 结 核 病, 其 中 以 通 过 呼 吸 道 引 起 肺 结 核 为 最 多 因 肠 道 中 有 大 量 正 常 菌 群 寄 居, 结 核 分 枝 杆 菌 必 须 通 过 竞 争 才 能 生 存 并 和 易 感 细 胞 粘 附 肺 泡 中 无 正 常 菌 群, 结 核 分 枝 杆 菌 可 通 过 飞 沫 微 滴 或 含 菌 尘 埃 的 吸 入, 故 肺 结 核 较 为 多 见 现 1. 肺 部 感 染 由 于 感 染 菌 的 毒 力 数 量 机 体 的 免 疫 状 态 不 同, 肺 结 核 可 有 以 下 两 类 表 (1) 原 发 感 染 : 多 发 生 于 儿 童 肺 泡 中 有 大 量 巨 噬 细 胞, 少 数 活 的 结 核 分 枝 杆 菌 进 入 肺 泡 即 被 巨 噬 细 胞 吞 噬 由 于 该 菌 有 大 量 脂 质, 可 抵 抗 溶 菌 酶 而 继 续 繁 殖, 使 巨 噬 细 胞 遭 受 破 坏, 释 放 出 的 大 量 菌 在 肺 泡 内 引 起 炎 症, 称 为 原 发 灶 初 次 感 染 的 机 体 因 缺 乏 特 异 性 免 疫, 结 核 分 枝 杆 菌 常 经 淋 巴 管 到 达 肺 门 淋 巴 结, 引 起 肺 门 淋 巴 结 肿 大, 称 原 发 综 合 征 此 时, 可 有 少 量 结 核 分 枝 杆 菌 进 入 血 液, 向 全 身 扩 散, 但 不 一 定 有 明 显 症 状 ( 称 隐 性 菌 血 症 ); 与 此 同 时 灶 内 巨 噬 细 胞 将 特 异 性 抗 原 递 呈 给 周 围 淋 巴 细 胞 感 染 3~6 周, 机 体 产 生 特 异 性 细 胞 免 疫, 同 时 也 出 现 超 敏 反 应 病 灶 中 结 核 分 枝 杆 菌 细 胞 壁 磷 脂, 一 方 面 剌 激 巨 噬 细 胞 转 化 为 上 皮 样 细 胞, 后 者 相 互 融 合 或 经 核 分 裂 形 成 多 核 巨 细 胞 ( 即 朗 罕 巨 细 胞 ), 另 一 方 面 抑 制 蛋 白 酶 对 组 织 的 溶 解, 使 病 灶 组 织 溶 解 不 完 全, 产 生 干 酪 样 坏 死, 周 围 包 着 上 皮 样 细 胞, 外 有 淋 巴 细 胞 巨 噬 细 胞 和 成 纤 维 细 胞, 形 成 结 核 结 节 ( 即 结 核 肉 芽 肿 ) 是 结 核 的 典 型 病 理 特 征 165

166 感 染 后 约 5% 可 发 展 为 活 动 性 肺 结 核, 其 中 少 数 患 者 因 免 疫 低 下, 可 经 血 和 淋 巴 系 统, 播 散 至 骨 关 节 肾 脑 膜 及 其 他 部 位 引 起 相 应 的 结 核 病 90% 以 上 的 原 发 感 染 形 成 纤 维 化 或 钙 化, 不 治 而 愈, 但 病 灶 内 常 仍 有 一 定 量 的 结 核 分 枝 杆 菌 长 期 潜 伏, 不 但 能 剌 激 机 体 产 生 免 疫 也 可 成 为 日 后 内 源 性 感 染 的 渊 源 (2) 原 发 后 感 染 : 病 灶 亦 以 肺 部 为 多 见 病 菌 可 以 是 外 来 的 ( 外 源 性 感 染 ) 或 原 来 潜 伏 在 病 灶 内 ( 内 源 性 感 染 ) 由 于 机 体 已 有 特 异 性 细 胞 免 疫, 因 此 原 发 后 感 染 的 特 点 是 病 灶 多 局 限, 一 般 不 累 及 邻 近 的 淋 巴 结, 被 纤 维 素 包 围 的 干 酪 样 坏 死 灶 可 钙 化 而 痊 愈 若 干 酪 样 结 节 破 溃, 排 入 邻 近 支 气 管, 则 可 形 成 空 洞 并 释 放 大 量 结 核 分 枝 杆 菌 至 痰 中 1990 国 外 报 道 各 种 类 型 肺 结 核,40% 痰 标 本 检 出 L 型 近 年 来 有 人 注 意 到 病 灶 中 见 有 形 态 不 典 型 的 抗 酸 菌 却 未 见 典 型 结 核 结 节, 称 之 为 无 反 应 性 结 核 用 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 感 染 实 验 动 物, 也 见 有 同 样 情 况 这 是 由 于 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 缺 少 细 胞 壁 脂 质 成 分, 不 能 剌 激 结 节 形 成, 而 仅 有 淋 巴 结 肿 大 和 干 酪 样 坏 死 单 从 病 理 变 化 判 断, 常 被 误 认 为 慢 性 淋 巴 结 炎 有 人 对 155 例 曾 诊 断 为 慢 性 淋 巴 结 炎 蜡 块 标 本 作 回 顾 性 研 究, 用 卡 介 苗 抗 体 作 免 疫 酶 染 色,68.9% 阳 性, 抗 酸 染 色 60% 为 抗 酸 颗 粒 说 明 病 例 中 很 大 一 部 分 与 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 有 关 临 床 上 对 此 应 予 注 意, 以 防 漏 诊 与 误 诊 2. 肺 外 感 染 部 分 患 者 结 核 分 枝 杆 菌 可 进 入 血 液 循 环 引 起 肺 内 外 播 散, 如 脑 肾 结 核, 痰 菌 被 嚥 入 消 化 道 也 可 引 起 肠 结 核 结 核 性 腹 膜 炎 等 国 外 有 报 道 332 例 血 标 本 仅 2 例 培 养 出 结 核 分 枝 杆 菌, 但 将 此 标 本 注 入 豚 鼠 皮 下 12% 感 染 结 核 说 明 结 核 分 枝 杆 菌 在 血 中 播 散 的 大 多 不 是 一 般 细 菌 型, 而 是 一 种 不 易 生 长 的 L 型 近 年 有 不 少 肺 外 结 核 的 新 报 道, 结 核 分 枝 杆 菌 的 检 出 率 L 型 多 于 细 菌 型 : 如 儿 童 结 核 性 脑 膜 炎 10 例 脑 脊 液 培 养,9 例 培 养 出 L 型, 细 菌 型 仅 1 例 老 年 性 前 列 腺 肥 大 排 尿 困 难, 术 后 病 理 切 片 抗 酸 菌 L 型 占 61.2%, 无 1 例 为 典 型 抗 酸 杆 菌 慢 性 前 列 腺 炎 常 规 培 养 阴 性 者, 近 1/3 检 出 抗 酸 菌 L 型 不 育 症 男 子 精 液 检 查 单 见 抗 酸 杆 菌 7%, 单 见 抗 酸 L 型 14%, 电 镜 检 查 见 L 型 吸 附 于 精 子 头 尾 以 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 感 染 小 鼠,73% 睾 丸 间 质 炎 症 中 见 有 抗 酸 菌 L 型 三 免 疫 性 免 疫 机 制 结 核 分 枝 杆 菌 是 胞 内 感 染 菌, 其 免 疫 主 要 是 以 T 细 胞 为 主 的 细 胞 免 疫 T 细 胞 不 能 直 接 和 胞 内 菌 作 用, 必 须 先 与 感 染 细 胞 反 应, 导 致 细 胞 崩 溃, 释 放 出 结 核 分 枝 杆 菌 机 体 对 结 核 分 枝 杆 菌 虽 能 产 生 抗 体, 但 抗 体 只 能 与 释 出 的 细 菌 接 触 起 辅 助 作 用 结 核 分 枝 杆 菌 侵 入 呼 吸 道 后, 由 于 肺 泡 中 80%~90% 是 巨 噬 细 胞,10% 是 淋 巴 细 胞 (T 细 胞 占 多 数 ); 原 肺 泡 中 未 活 化 的 巨 噬 细 胞 抗 菌 活 性 弱, 不 能 防 止 所 吞 噬 的 结 核 分 枝 杆 菌 生 长, 反 可 将 结 核 分 枝 杆 菌 带 到 他 处 但 可 递 呈 抗 原, 使 周 围 T 淋 巴 细 胞 致 敏 致 敏 淋 巴 细 胞 可 产 生 多 种 淋 巴 因 子, 如 IL-2 IL-6 INF- γ, 他 们 与 TNF-α 的 共 同 作 用 可 杀 死 病 灶 中 的 结 核 分 枝 杆 菌 淋 巴 因 子 中 INF- γ 是 主 要 的, 有 多 种 细 胞 能 产 生 INF- γ, 浸 润 的 先 后 为 NK γ /δt 和 CD4 + CD8 + α/βt 细 胞 上 述 细 胞 有 的 可 直 接 杀 伤 靶 细 胞, 有 的 产 生 淋 巴 因 子 激 活 巨 噬 细 胞, 使 吞 噬 作 用 加 强 引 起 呼 吸 暴 发, 导 致 活 性 氧 中 介 物 和 活 性 氮 中 介 物 的 产 生 而 将 病 菌 杀 死 机 体 内 的 T 细 胞 根 据 抗 原 受 体 (TCR) 的 不 同 可 分 2 种 : 一 种 由 α 链 与 β 链 组 成, 称 α/βt 细 胞 ( 含 CD4 或 CD8 标 志 ), 另 一 种 由 γ 链 和 δ 链 组 成, 称 γ /δt 细 胞 ( 大 多 无 CD4 或 CD8 标 志 ) 人 与 小 鼠 外 周 血 中 前 者 >90%, 后 者 <10% 在 抗 分 枝 杆 菌 免 疫 中 这 2 种 T 细 胞 均 起 到 重 要 作 用 在 感 染 早 期 α/βt 细 胞 尚 未 升 至 高 峰 时, 结 核 分 枝 杆 菌 受 γ /δt 细 胞 控 制 在 与 结 核 分 枝 杆 菌 接 触 后 γ /δt 细 胞 即 大 量 增 殖 健 康 人 经 分 枝 杆 菌 提 取 物 剌 激 7~10d 后, 外 周 淋 巴 细 胞 中 γ /δt 细 胞 可 有 所 增 加, 其 作 用 与 α/βt 细 胞 同 样 可 杀 伤 结 核 分 枝 杆 菌 近 年 来 证 明 小 鼠 感 染 牛 分 枝 杆 菌 后 γ /δt 细 胞 迅 速 汇 集 到 炎 症 区, 增 殖 的 主 要 是 V γ 9δ2T 细 胞 亚 群, 但 人 活 动 性 结 核 时 此 亚 群 有 所 下 降 近 年 来 注 意 到 γ /δt 细 胞 攻 击 的 主 要 是 分 枝 杆 菌 中 的 一 种 热 休 克 蛋 白 (heat shock protein,hsp) HSP 是 一 种 具 有 高 度 保 守 性 的 蛋 白 质, 从 原 核 细 胞 到 动 植 物 中 均 有, 其 氨 基 酸 顺 序 有 50% 同 源 在 正 常 生 物 中 166

167 含 量 极 少, 但 在 感 染 发 热 细 胞 恶 变 等 外 界 环 境 条 件 改 变 时 即 大 量 产 生, 故 HSP 又 称 应 激 蛋 白 (stress protein) HSP 在 许 多 病 原 菌 中 均 有, 其 氨 基 酸 序 列 有 共 同 成 分, 不 同 细 菌 引 起 的 亚 临 床 感 染 均 可 引 起 一 定 程 度 相 同 的 免 疫, 被 认 为 是 非 特 异 性 免 疫 结 核 的 免 疫 属 于 感 染 免 疫 (infection immunity), 又 称 有 菌 免 疫, 即 只 有 当 结 核 分 枝 杆 菌 或 其 组 分 存 在 体 内 时 才 有 免 疫 力 一 旦 体 内 的 结 核 分 枝 杆 菌 或 其 组 分 全 部 消 失, 免 疫 也 随 之 不 存 在 免 疫 与 超 敏 反 应 随 着 机 体 对 结 核 分 枝 杆 菌 产 生 保 护 作 用 的 同 时, 也 可 以 看 到 有 迟 发 型 超 敏 反 应 的 产 生, 二 者 均 为 T 细 胞 介 导 的 结 果 从 郭 霍 现 象 (Koch phenomenon) 可 以 看 到, 将 结 核 分 枝 杆 菌 初 次 注 入 健 康 豚 鼠 皮 下, 10~14d 后 局 部 溃 烂 不 愈, 附 近 淋 巴 结 肿 大, 细 菌 扩 散 至 全 身, 表 现 为 原 发 感 染 的 特 点 若 以 结 核 分 枝 杆 菌 对 以 前 曾 感 染 过 结 核 的 豚 鼠 进 行 再 感 染, 则 于 1~2d 内 局 部 迅 速 产 生 溃 烂, 易 愈 合 附 近 淋 巴 结 不 肿 大, 细 菌 亦 很 少 扩 散, 表 现 为 原 发 后 感 染 的 特 点 可 见 再 感 染 时 溃 疡 浅 易 愈 合 不 扩 散, 表 明 机 体 已 有 一 定 免 疫 力 但 再 感 染 时 溃 疡 发 生 快, 说 明 在 产 生 免 疫 的 同 时 有 超 敏 反 应 的 参 与 近 年 来 研 究 表 明 结 核 分 枝 杆 菌 诱 导 机 体 产 生 免 疫 和 超 敏 反 应 的 物 质 不 同 超 敏 反 应 主 要 由 结 核 菌 素 蛋 白 和 蜡 质 D 共 同 引 起, 而 免 疫 则 由 结 核 分 枝 杆 菌 核 糖 体 RNA(rRNA) 引 起 二 种 不 同 抗 原 成 分 激 活 不 同 的 T 细 胞 亚 群 释 放 出 不 同 的 淋 巴 因 子 所 致 结 核 菌 素 试 验 结 核 菌 素 试 验 是 应 用 结 核 菌 素 进 行 皮 肤 试 验 来 测 定 机 体 对 结 核 分 枝 杆 菌 是 否 能 引 起 超 敏 反 应 的 一 种 试 验 1. 结 核 菌 素 试 剂 以 往 用 旧 结 核 菌 素 (old tuberculin,ot) 系 将 结 核 分 枝 杆 菌 接 种 于 甘 油 肉 汤 培 养 基, 培 养 4~8 周 后 加 热 浓 缩 过 滤 制 成 稀 释 倍, 每 0.1ml 含 5 单 位 目 前 都 用 纯 蛋 白 衍 化 物 (purified protein derivative,ppd) PPD 有 二 种 : 人 结 核 分 枝 杆 菌 制 成 的 PPD-C 和 卡 介 苗 制 成 的 BCG-PPD 每 0.1ml 含 5 单 位 2. 试 验 方 法 与 意 义 常 规 试 验 分 别 取 2 种 PPD 5 个 单 位 注 射 两 前 臂 皮 内,48~72h 后 红 肿 硬 结 超 过 5mm 者 为 阳 性, 15mm 为 强 阳 性, 对 临 床 诊 断 有 意 义 若 PPD-C 侧 红 肿 大 于 BCG-PPD 侧 为 感 染 反 之,BCG-PPD 侧 大 于 PPD-C 侧, 可 能 系 卡 介 苗 接 种 所 致 阴 性 反 应 表 明 未 感 染 过 结 核 分 枝 杆 菌, 但 应 考 虑 以 下 情 况 :1 感 染 初 期, 因 结 核 分 枝 杆 菌 感 染 后 需 4 周 以 上 才 能 出 现 超 敏 反 应 ;2 老 年 人 ;3 严 重 结 核 患 者 或 正 患 有 其 他 传 染 病, 如 麻 疹 导 致 的 细 胞 免 疫 低 下 ;4 获 得 性 细 胞 免 疫 低 下, 如 艾 滋 病 或 肿 瘤 等 用 过 免 疫 抑 制 剂 者 为 排 除 假 阴 性, 国 内 有 的 单 位 加 用 无 菌 植 物 血 凝 素 (PHA) 针 剂,0.1ml 含 10μg 作 皮 试 若 24h 红 肿 大 于 PHA 皮 丘 者 为 细 胞 免 疫 正 常, 若 无 反 应 或 反 应 不 超 过 PHA 皮 丘 者 为 免 疫 低 下 四 微 生 物 学 检 查 法 结 核 病 的 症 状 和 体 征 往 往 不 典 型, 虽 可 借 助 X 线 摄 片 诊 断, 但 确 诊 仍 有 赖 于 细 菌 学 检 查 标 本 标 本 的 选 择 根 据 感 染 部 位 可 取 痰 支 气 管 灌 洗 液 尿 粪 脑 脊 液 或 胸 腹 水 其 他 肺 外 感 染 可 取 血 或 相 应 部 位 分 泌 液 或 组 织 细 胞 直 接 涂 片 镜 检 标 本 直 接 涂 片 或 集 菌 后 涂 片, 用 抗 酸 染 色 若 找 到 抗 酸 阳 性 菌 即 可 初 步 诊 断 抗 酸 染 色 一 般 用 Ziehl-Neelsen 法 为 加 强 染 色, 可 用 IK(intensified Kinyoun) 法 染 色 将 石 炭 酸 复 红 染 色 过 夜, 用 0.5% 盐 酸 乙 醇 脱 色 30s, 则 包 括 大 多 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 也 可 着 色 为 提 高 镜 检 敏 感 性, 也 可 用 金 胺 染 色, 在 荧 光 显 微 镜 下 结 核 分 枝 杆 菌 呈 显 金 黄 色 荧 光 浓 缩 集 菌 先 集 菌 后 检 查, 可 提 高 检 出 率 培 养 与 动 物 试 验 也 必 须 经 集 菌 过 程 以 除 去 杂 菌 脑 脊 液 和 胸 腹 水 无 杂 菌, 可 直 接 离 心 沉 淀 集 菌 痰 支 气 管 灌 洗 液 尿 粪 等 污 染 标 本 需 经 4% NaOH( 痰 和 碱 的 比 例 为 1:4, 尿 支 气 管 灌 洗 液 和 碱 的 比 例 为 1:1) 处 理 15min, 时 间 过 长 易 使 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 与 非 结 核 分 枝 杆 菌 死 亡 尿 标 本 先 加 5% 鞣 酸 5% 乙 酸 各 167

168 0.5ml 于 锥 形 量 筒 内 静 置, 取 沉 淀 物 处 理 处 理 后 的 材 料 再 离 心 沉 淀 取 沉 淀 物 作 涂 片 染 色 镜 检 若 需 进 一 步 作 培 养 或 动 物 接 种, 应 先 用 酸 中 和 后 再 离 心 沉 淀 分 离 培 养 将 经 中 和 集 菌 材 料 接 种 于 固 体 培 养 基, 器 皿 口 加 橡 皮 塞 于 37 培 养, 每 周 观 察 1 次 结 核 分 枝 杆 菌 生 长 缓 慢, 一 般 需 2~4 周 长 成 肉 眼 可 见 的 落 菌 液 体 培 养 可 将 集 菌 材 料 滴 加 于 含 血 清 的 培 养 液, 则 可 于 1~2 周 在 管 底 见 有 颗 粒 生 长 取 沉 淀 物 作 涂 片, 能 快 速 获 得 结 果, 并 可 进 一 步 作 生 化 药 敏 等 测 定 和 区 分 结 核 分 枝 杆 菌 与 非 结 核 分 枝 杆 菌 国 内 学 者 已 证 明 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 可 存 在 于 血 细 胞 内 或 粘 附 于 细 胞 表 面 这 种 患 者 往 往 血 沉 加 快, 用 低 渗 盐 水 溶 血 后 立 即 接 种 高 渗 结 核 分 枝 杆 菌 L 型 培 养 基 能 提 高 培 养 阳 性 率 动 物 试 验 将 集 菌 后 的 材 料 注 射 于 豚 鼠 腹 股 沟 皮 下,3~4 周 后 若 局 部 淋 巴 结 肿 大, 结 核 菌 素 试 验 阳 转, 即 可 进 行 解 剖 观 察 肺 肝 淋 巴 结 等 器 官 有 无 结 核 病 变, 并 作 形 态 培 养 等 检 查 若 6~8 周 仍 不 见 发 病, 也 应 进 行 解 剖 检 查 快 速 诊 断 一 般 涂 片 检 查 菌 数 需 5x10 3~4 /ml, 培 养 需 1x10 2 /ml, 标 本 中 菌 数 少 于 此 数 时 不 易 获 得 阳 性 结 果, 且 培 养 需 时 较 长 目 前 已 将 多 聚 酶 链 反 应 (PCR) 扩 增 技 术 应 用 于 结 核 分 枝 杆 菌 DNA 鉴 定, 每 ml 中 只 需 含 几 个 细 菌 即 可 获 得 阳 性, 且 1 2d 得 出 结 果 操 作 中 需 注 意 实 验 器 材 的 污 染 问 题, 以 免 出 现 假 阳 性 又 细 菌 L 型 由 于 缺 壁 并 有 代 偿 性 细 胞 膜 增 厚, 而 一 般 常 用 的 溶 菌 酶 不 能 使 细 胞 膜 破 裂 释 出 DNA, 以 致 造 成 PCR 假 阴 性 用 组 织 磨 碎 器 充 分 研 磨 使 细 胞 破 裂 后, 则 可 出 现 阳 性 目 前 有 条 件 的 单 位 使 用 BACTEC 法, 以 含 14 C 棕 榈 酸 作 碳 源 底 物 的 7H12 培 养 基, 测 量 在 细 菌 代 谢 过 程 中 所 产 生 的 14 C 量 推 算 出 标 本 中 是 否 有 抗 酸 杆 菌,5~ 7d 就 可 出 报 告 近 年 来 国 内 外 研 究 证 明 临 床 各 种 类 型 的 肺 结 核 患 者 中 40% 左 右 分 离 出 L 型 经 治 疗 的 结 核 病 人 细 菌 型 消 失,L 型 常 持 续 存 在 有 空 洞 患 者 痰 中 已 不 排 细 菌 型 者,8% 左 右 仍 可 检 出 L 型 故 有 学 者 建 议 将 多 次 检 出 L 型 亦 作 为 结 核 病 活 动 判 断 标 准 之 一, 细 菌 型 与 L 型 均 转 阴 才 能 作 为 痰 阴 性 预 防 五 防 治 原 则 近 20 年 国 际 组 织 提 出 控 制 结 核 病 主 要 方 法 有 :1 发 现 和 治 疗 痰 菌 阳 性 者 ;2 新 生 儿 接 种 卡 介 苗 约 80% 获 得 保 护 力 40 年 代 我 国 部 份 城 市 调 查 肺 结 核 病 死 率 200/10 万 以 上 解 放 后 卫 生 条 件 改 善,1973~1977 显 示 病 死 率 已 下 降 至 30/10 万 但 1979 年 以 来 全 国 三 次 大 规 模 抽 样 检 查 疫 情 下 降 很 慢 1979~1990 每 年 患 病 率 递 降 率 2.8%, 痰 阳 性 递 降 率 为 3.0% 目 前 死 亡 率 19/10 万, 仍 为 其 他 传 染 病 之 和 的 2 倍 卫 生 部 要 求 2000 年 新 生 儿 卡 介 苗 接 种 率 达 90% 据 统 计 新 生 儿 时 接 种 过 的 人 以 后 的 发 病 率 比 未 接 种 过 的 减 少 约 80% 卡 介 苗 是 活 疫 苗, 苗 内 活 菌 数 直 接 影 响 免 疫 效 果, 故 目 前 已 有 冻 干 疫 苗 供 应 新 的 核 糖 体 RNA(rRNA) 疫 苗 已 引 起 关 注, 但 尚 处 在 试 验 阶 段 治 疗 利 福 平 异 烟 肼 乙 胺 丁 醇 链 霉 素 为 第 一 线 药 物 利 福 平 与 异 烟 肼 合 用 可 以 减 少 耐 药 性 的 产 生 对 严 重 感 染, 可 以 吡 嗪 酰 胺 与 利 福 平 及 异 烟 肼 合 用 1g 干 酪 灶 或 空 洞 约 含 结 核 分 枝 杆 菌 10 6~10 每 10 5~6 菌 可 有 1 种 耐 药 突 变 产 生, 对 2 种 耐 药 需 菌 10 11, 故 以 2 药 联 合 应 用 为 宜 第 二 节 非 结 核 分 枝 杆 菌 非 结 核 分 枝 杆 菌 (nontuberculosis mycobacteria) 是 指 结 核 分 枝 杆 菌 牛 分 枝 杆 菌 与 麻 风 分 枝 杆 菌 以 外 的 分 枝 杆 菌 原 称 为 非 典 型 分 枝 杆 菌 (atypical mycobacteria), 其 特 性 有 别 于 结 核 分 枝 杆 菌, 如 对 酸 碱 比 较 敏 感 ; 对 常 用 的 抗 结 核 菌 药 物 较 耐 受 ; 生 长 温 度 不 如 结 核 分 枝 杆 菌 严 格 ; 多 存 在 于 环 境 中 ; 为 条 件 致 病 菌 可 因 引 起 结 核 样 病 变 而 受 到 关 注 抗 原 与 结 核 分 枝 杆 菌 有 交 叉 1999 年 上 海 第 一 肺 科 医 院 报 道,15 年 间 5592 例 痰 抗 酸 杆 菌 阳 性 患 者 168

169 中 经 鉴 定 为 非 结 核 分 枝 杆 菌 者 173 例 中 有 咳 嗽 症 状 者 占 78%, 咯 血 者 58%, 发 热 者 26%, 有 空 洞 者 40% 表 明 有 一 定 致 病 性 非 结 核 分 枝 杆 菌 从 结 核 样 病 人 分 离 的 阳 性 率, 我 国 为 3%~ 15% Runyon 根 据 菌 落 色 素 与 生 长 速 度 将 非 结 核 分 枝 杆 菌 分 为 4 组 第 Ⅰ 组 : 光 产 色 菌 (photochromogen) 本 组 细 菌 在 暗 处 为 奶 油 色, 曝 光 1 小 时 后 再 培 养 即 成 橘 黄 色 生 长 缓 慢, 菌 落 光 滑 对 人 致 病 的 有 堪 萨 斯 分 枝 杆 菌 (M.kansas), 引 起 人 类 肺 结 核 样 病 变, 常 有 空 洞 形 成 ; 海 分 枝 杆 菌 (M.marinum), 在 水 中 可 通 过 皮 肤 擦 伤 处 侵 入, 引 起 皮 肤 丘 疹 结 节 与 溃 疡, 病 理 检 查 见 有 抗 酸 菌, 易 被 误 认 为 麻 风 分 枝 杆 菌 第 Ⅱ 组 : 暗 产 色 菌 (scotochromogen) 这 类 细 菌 在 暗 处 培 养 时 菌 落 呈 橘 红 色 在 37 生 长 缓 慢, 菌 落 光 滑 对 人 致 病 的 有 瘰 疠 分 枝 杆 菌 (M.scrofulaceum), 引 起 儿 童 淋 巴 结 炎 第 Ⅲ 组 : 不 产 色 菌 (nonphotochromogen) 通 常 不 产 生 色 素 40~42 下 生 长 慢 菌 落 光 滑 鸟 - 胞 内 分 枝 杆 菌 (M.avium-intracellulare) 可 引 起 结 核 样 病 变, 多 见 于 肺 与 肾 第 Ⅳ 组 : 迅 速 生 长 菌 (rapid grower) 在 25~45 生 长 生 长 快, 培 养 5~7d 即 可 见 到 菌 落, 菌 落 粗 糙, 有 的 并 能 产 色 对 人 致 病 的 有 偶 发 分 枝 杆 菌 (M.fortuitum) 龟 分 枝 杆 菌 (M.chelonei) 和 溃 疡 分 枝 杆 菌 (M.ulcerans), 引 起 皮 肤 病 耻 垢 分 枝 杆 菌 (M.smegmatis) 不 致 病, 但 经 常 在 外 阴 部 皮 脂 中 存 在, 检 查 粪 尿 中 结 核 分 枝 杆 菌 时 应 予 注 意 非 结 核 分 枝 杆 菌 是 否 有 致 病 性 可 用 抗 煮 沸 试 验 加 以 区 别 非 致 病 株 煮 沸 1min 即 失 去 抗 酸 性, 而 致 病 株 能 耐 10min, 甚 至 高 压 灭 菌 亦 不 失 去 抗 酸 性 结 核 分 枝 杆 菌 和 非 结 核 分 枝 杆 菌 的 鉴 别, 除 热 触 酶 试 检 外, 可 将 菌 苔 置 含 盐 水 小 滴 的 玻 片 上 研 磨, 前 者 不 易 乳 化 而 后 者 容 易 乳 化 由 于 许 多 非 结 核 分 枝 杆 菌 菌 株 对 常 用 的 异 烟 肼 链 霉 素 等 耐 药, 但 对 利 福 平 有 一 定 敏 感 性 ; 现 多 主 张 用 利 福 平 乙 胺 丁 醇 和 异 烟 肼 联 合 使 用 溃 疡 分 枝 杆 菌 则 仅 对 卡 那 霉 素 等 氨 基 糖 苷 类 抗 结 核 菌 药 物 敏 感 但 鸟 - 胞 内 分 枝 杆 菌 耐 药 性 强 ; 有 报 道 分 出 的 23 株 全 部 对 上 述 药 物 耐 药 ; 而 通 过 结 构 改 造 的 新 型 红 霉 素, 如 克 拉 红 霉 素 在 体 内 外 有 很 好 的 抗 结 核 菌 活 性, 可 破 坏 细 胞 壁 和 细 胞 膜 结 构, 对 鸟 - 胞 内 分 枝 杆 菌 血 培 养 清 除 率 达 62% 98% 非 结 核 分 枝 杆 菌 经 治 疗 后 也 常 出 现 L 型, 耐 药 性 增 高, 有 的 经 多 年 治 疗 不 愈 且 L 型 往 往 因 细 胞 壁 脂 质 缺 失 不 易 致 敏 淋 巴 细 胞, 结 核 菌 素 试 验 可 呈 阴 性, 诊 治 时 应 多 加 注 意 第 三 节 麻 风 分 枝 杆 菌 麻 风 分 枝 杆 菌 (M.laprae), 俗 称 麻 风 杆 菌, 引 起 麻 风, 是 一 种 慢 性 传 染 病 流 行 广 泛 目 前 全 世 界 约 有 病 例 1200 万, 主 要 分 布 在 亚 非 和 拉 丁 美 洲 我 国 建 国 前 流 行 较 严 重, 估 计 约 有 50 万 例 病 人 1981 卫 生 部 要 求 提 出 在 20 世 纪 末 基 本 消 灭 麻 风 的 指 标 是 发 病 率 0.01 目 前, 发 病 率 已 大 幅 度 下 降 1996 年 统 计 尚 有 现 病 人 6200 余 例, 患 病 率 为 近 3 年 病 例 已 稳 定 在 2000 例 左 右 但 治 愈 后 有 一 定 复 发 率 ( 约 3.7%), 应 予 重 视 生 物 学 特 性 麻 风 分 枝 杆 菌 的 形 态 染 色 与 结 核 分 枝 杆 菌 相 似 细 长 略 带 弯 曲, 常 呈 束 状 排 列 ( 图 14-3) 革 兰 和 抗 酸 染 色 均 为 阳 性 经 治 疗 后 可 呈 短 杆 状 颗 粒 状 或 念 珠 状 多 形 性, 可 能 是 L 型 变 异 未 经 彻 底 治 愈 可 导 致 复 发 麻 风 分 枝 杆 菌 是 一 种 典 型 胞 内 菌, 病 人 渗 出 物 标 本 涂 片 中 可 见 大 量 麻 风 分 枝 杆 菌 存 在 于 细 胞 内 这 种 细 胞 的 胞 浆 呈 泡 沫 状, 称 麻 风 细 胞 这 与 结 核 分 枝 杆 菌 区 别 有 重 要 意 义 图 14-3 麻 风 分 枝 杆 菌 在 体 外 人 工 培 养 至 今 仍 未 成 功 有 人 将 麻 风 分 枝 杆 菌 注 入 小 鼠 足 垫, 并 将 足 垫 温 度 降 低, 即 可 见 麻 风 分 枝 杆 菌 繁 殖 并 能 传 代 此 法 可 供 药 物 筛 选 和 免 疫 及 治 疗 研 究 之 用 致 病 性 与 免 疫 性 长 期 以 来 一 直 认 为 麻 风 分 枝 杆 菌 主 要 通 过 破 损 的 皮 肤 粘 膜 进 入 人 169

170 体 近 年 来 发 现 未 经 治 疗 的 瘤 型 麻 风 患 者 早 期 鼻 粘 膜 分 泌 物 含 有 大 量 麻 风 分 枝 杆 菌, 因 此 通 过 呼 吸 道 是 一 个 重 要 的 途 径 其 他 如 痰 汗 泪 乳 汁 精 液 和 阴 道 分 泌 物 中 均 可 有 麻 风 分 枝 杆 菌, 故 也 可 通 过 接 触 传 播 人 对 麻 风 分 枝 杆 菌 的 抵 抗 力 较 大, 主 要 靠 细 胞 免 疫 和 结 核 相 似,α/β 和 γ/δt 细 胞 起 重 要 作 用, 可 在 巨 噬 细 胞 中 逃 离 吞 噬 体, 在 细 胞 质 中 保 持 生 长 较 长 时 间, 以 免 受 IFN-γ 活 化 巨 噬 细 胞 溶 酶 体 的 作 用 但 其 靶 细 胞 谱 广, 有 时 不 受 巨 噬 细 胞 的 杀 伤 根 据 机 体 的 免 疫 状 态 病 理 变 化 和 临 床 表 现 可 将 大 多 数 患 者 分 为 瘤 型 和 结 核 型 两 型 少 数 患 者 处 于 两 型 之 间 的 界 线 类 和 属 非 特 异 性 炎 症 的 未 定 类, 该 2 类 可 向 2 型 转 化 1. 瘤 型 (lepromatous type) 瘤 型 麻 风 患 者 有 细 胞 免 疫 缺 损, 巨 噬 细 胞 功 能 低 下 实 验 证 明 麻 风 分 枝 杆 菌 有 某 种 成 分 可 诱 导 抑 制 性 T 细 胞 或 干 扰 巨 噬 细 胞 在 病 灶 中 的 功 能, 故 麻 风 菌 素 试 验 阴 性, 麻 风 分 枝 杆 菌 得 以 在 细 胞 内 大 量 繁 殖 若 局 部 注 射 IFN-γ 可 引 起 T 细 胞 和 巨 噬 细 胞 增 殖, 继 而 破 坏 带 大 量 麻 风 分 枝 杆 菌 的 巨 噬 细 胞, 使 病 菌 明 显 减 少 该 型 麻 风 分 枝 杆 菌 主 要 侵 犯 皮 肤 粘 膜 鼻 粘 膜 涂 片 中 可 见 有 大 量 抗 酸 性 细 菌 传 染 性 强, 为 开 放 性 麻 风 若 不 治 疗, 将 逐 渐 恶 化, 累 及 神 经 系 统 患 者 的 体 液 免 疫 正 常, 血 清 内 有 大 量 自 身 抗 体 自 身 抗 体 和 受 损 组 织 释 放 的 抗 原 结 合, 形 成 免 疫 复 合 物 沉 淀 在 皮 肤 或 粘 膜 下, 形 成 红 斑 和 结 节, 称 为 麻 风 结 节 (leproma), 是 麻 风 的 典 型 病 灶 面 部 结 节 融 合 可 呈 狮 面 状 2. 结 核 样 型 (tuberculoid type) 该 型 患 者 的 细 胞 免 疫 正 常 病 变 早 期 在 小 血 管 周 围 可 见 有 淋 巴 细 胞 浸 润, 随 病 变 发 展 有 上 皮 样 细 胞 和 巨 噬 细 胞 浸 润 细 胞 内 很 少 见 有 麻 风 分 枝 杆 菌 传 染 性 小, 属 闭 锁 性 麻 风 病 变 都 发 生 于 皮 肤 和 外 周 神 经, 不 侵 犯 内 脏 早 期 皮 肤 出 现 斑 疹, 周 围 神 经 由 于 细 胞 浸 润 变 粗 变 硬, 感 觉 功 能 障 碍 有 些 病 变 可 能 与 迟 发 型 超 敏 反 应 有 关 病 变 处 常 带 有 大 量 γ/δt 细 胞, 也 可 自 行 消 退 该 型 稳 定, 极 少 演 变 为 瘤 型, 故 亦 称 良 性 麻 风 3. 界 线 类 (borderline form) 兼 有 瘤 型 和 结 核 型 的 特 点, 但 程 度 可 以 不 同, 能 向 两 型 分 化 大 多 数 患 者 麻 风 菌 素 试 验 阴 性 但 也 有 阳 性 病 变 部 位 可 找 到 含 菌 的 麻 风 细 胞 4. 未 定 类 (indeterminate form) 属 麻 风 病 的 前 期 病 变, 病 灶 中 很 少 能 找 到 麻 风 分 枝 杆 菌 麻 风 菌 素 试 验 大 多 阳 性, 大 多 数 病 例 最 后 转 变 为 结 核 样 型 微 生 物 学 检 查 法 主 要 是 标 本 涂 片 染 色 显 微 镜 检 查 显 微 镜 检 查 可 从 患 者 鼻 粘 膜 或 皮 损 处 取 材, 用 抗 酸 性 染 色 后 检 查 一 般 瘤 型 和 界 线 类 患 者 标 本 中 可 找 到 细 菌 在 细 胞 内 存 在, 有 诊 断 意 义 结 核 样 型 患 者 中 很 少 找 到 细 菌 欲 提 高 检 查 的 阳 性 率, 也 可 以 用 金 胺 染 色 后 以 荧 光 显 微 镜 检 查 麻 风 菌 素 试 验 (lepromin test) 对 诊 断 没 有 重 要 意 义, 因 与 结 核 菌 有 交 叉 反 应, 但 可 用 于 麻 风 的 分 型 和 了 解 预 后 方 法 是 应 用 麻 风 结 节 经 生 理 盐 水 提 取 制 成 麻 风 菌 素 (lepromin) 作 皮 肤 试 验, 取 0.1 ml 注 射 于 前 臂 皮 内 反 应 有 两 种 : 一 种 为 早 期 反 应, 出 现 于 注 射 后 3~ 4d, 红 肿 直 径 5mm 以 上 者 为 阳 性, 表 明 患 者 对 麻 风 菌 素 敏 感 ; 另 一 种 为 后 期 反 应, 出 现 于 3~ 4 周, 表 明 患 者 对 麻 风 有 免 疫 防 治 原 则 麻 风 病 目 前 尚 无 特 异 性 预 防 方 法 由 于 麻 风 分 枝 杆 菌 和 结 核 分 枝 杆 菌 有 共 同 抗 原, 曾 试 用 卡 介 苗 来 预 防 麻 风 取 得 一 定 效 果 该 病 防 治 特 别 要 对 密 切 接 触 者 作 定 期 检 查 早 发 现, 早 治 疗 治 疗 药 物 主 要 有 砜 类 利 福 平 氯 苯 吩 嗪 及 丙 硫 异 烟 胺 目 前 多 采 用 二 三 种 药 联 合 治 疗, 以 防 止 耐 药 性 产 生 ( 林 特 夫 ) 第 15 章 动 物 源 性 细 菌 动 物 源 性 细 菌 是 人 畜 共 患 病 的 病 原 菌, 即 由 一 种 病 原 菌 同 时 可 引 起 动 物 和 人 类 的 某 些 传 170

171 染 病, 称 为 人 畜 ( 兽 ) 共 患 病, 其 中 绝 大 多 数 是 以 动 物 作 为 传 染 源 的 称 为 动 物 源 性 疾 病 (zoonosis) 由 于 人 类 直 接 接 触 病 畜 或 其 污 染 物 及 媒 介 动 物 叮 咬 等 途 径 感 染 而 致 病, 这 些 病 主 要 发 生 在 畜 牧 区 或 自 然 疫 源 地 动 物 源 性 细 菌 主 要 有 布 鲁 菌 鼠 疫 耶 氏 菌 和 炭 疽 芽 胞 杆 菌 第 一 节 布 鲁 菌 属 布 鲁 菌 属 (Brucella) 细 菌 是 一 类 人 畜 共 患 传 染 病 的 病 原 菌, 有 4 个 生 物 种 13 个 生 物 型, 因 最 早 由 美 国 医 师 David Bruce 首 先 分 离 出, 故 得 名 本 属 使 人 致 病 的 有 牛 布 鲁 菌 (B.abortus 又 称 流 产 布 鲁 菌 ) 羊 布 鲁 杆 菌 (B.melitensis) 猪 布 鲁 杆 菌 (B.suis) 和 犬 布 鲁 杆 菌 (B.canis), 在 我 国 流 行 占 绝 对 优 势 的 是 羊 布 鲁 菌 病, 其 次 为 牛 布 鲁 菌 病 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 革 兰 阴 性 小 球 杆 菌 或 短 杆 菌 大 小 为 0.4~0.8µm 0.5~1.5µm 无 芽 胞, 无 鞭 毛, 光 滑 型 菌 有 微 荚 膜 革 兰 染 色 经 常 着 色 不 佳, 故 复 染 时 间 应 适 当 延 长 至 3min 左 右 培 养 特 性 需 氧 菌, 牛 布 鲁 菌 在 初 分 离 时 需 5%~10%CO2 营 养 要 求 较 高, 在 普 通 培 养 基 上 生 长 缓 慢, 如 加 入 血 清 或 肝 侵 液, 或 加 硫 胺 烟 酸 和 生 长 素 等 可 促 进 生 长 最 适 生 长 温 度 为 35~37, 最 适 ph 为 6.6~6.8 经 37 培 养 48h 可 长 出 微 小 透 明 无 色 的 光 滑 型 (S) 菌 落, 经 人 工 传 代 培 养 后 可 转 变 成 粗 糙 型 (R) 菌 落 两 种 菌 落 可 用 吖 啶 黄 玻 片 凝 聚 试 验 鉴 别,S 型 在 1:1000 的 吖 啶 黄 中 呈 均 匀 混 浊, 而 R 型 菌 出 现 凝 块 布 鲁 菌 在 血 琼 脂 平 板 上 不 溶 血, 在 液 体 培 养 基 中 可 形 成 轻 度 混 浊 并 有 沉 淀 生 化 反 应 大 多 能 分 解 尿 素 和 产 生 H2S 根 据 产 生 H2S 的 多 少 和 在 含 碱 性 染 料 培 养 基 中 的 生 长 情 况, 可 鉴 别 羊 牛 猪 等 三 种 布 鲁 菌 ( 表 15-1) 抗 原 构 造 与 分 型 布 鲁 菌 含 有 两 种 抗 原 物 质, 即 A 抗 原 和 M 抗 原 两 种 抗 原 在 不 同 的 布 鲁 菌 中 含 量 不 同, 牛 布 鲁 菌 含 A(abortus) 抗 原 多, 故 又 称 牛 布 鲁 菌 抗 原 ; 羊 布 鲁 菌 含 M (melitensis) 抗 原 多 故 又 称 羊 布 鲁 菌 抗 原 两 种 抗 原 量 的 比 例 不 同 可 对 菌 种 进 行 区 别, 如 牛 布 鲁 菌 A:M=20:1, 而 羊 布 鲁 菌 A:M=1:20, 猪 布 鲁 菌 A:M=2:1 用 A 与 M 因 子 血 清 进 行 凝 集 试 验 可 鉴 别 三 种 布 鲁 菌 ( 表 15-1) 表 15-1 主 要 布 氏 杆 鲁 的 特 性 与 鉴 别 CO2 脲 酶 H2S 含 染 料 培 养 基 中 生 长 凝 集 试 验 171

172 菌 种 需 要 试 验 产 生 复 红 (1:50000) 硫 堇 (l:20000) 抗 A 因 子 抗 M 因 子 羊 布 鲁 菌 - 不 定 牛 布 鲁 菌 猪 布 鲁 菌 - + +/ 抵 抗 力 抵 抗 力 较 强, 在 土 壤 毛 皮 病 畜 的 脏 器 和 分 泌 物 肉 和 乳 制 品 中 可 生 存 数 周 至 数 月 但 在 湿 热 60 20min, 日 光 直 接 照 射 下 20min 可 死 亡 ; 对 常 用 消 毒 剂 均 较 敏 感, 如 3% 来 苏 作 用 数 分 钟 可 杀 死 对 常 用 的 广 谱 抗 生 素 也 较 敏 感 二 致 病 性 与 免 疫 性 致 病 物 质 布 鲁 菌 的 主 要 致 病 物 质 是 内 毒 素 荚 膜 与 侵 袭 酶 ( 透 明 质 酸 酶 过 氧 化 氢 酶 等 ) 增 强 了 该 菌 的 侵 袭 力, 使 细 菌 能 通 过 完 整 皮 肤 粘 膜 进 入 宿 主 体 内, 并 在 机 体 脏 器 内 大 量 繁 殖 和 快 速 扩 散 入 血 流 所 致 疾 病 布 鲁 菌 感 染 家 畜 引 起 母 畜 流 产, 病 原 体 可 随 流 产 的 胎 畜 和 羊 水 大 量 排 出 ; 病 畜 还 可 表 现 为 睾 丸 炎 附 睾 炎 乳 腺 炎 子 宫 炎 等, 隐 性 感 染 的 动 物 也 可 经 乳 汁 粪 尿 等 长 期 排 菌, 人 类 对 布 鲁 菌 易 感, 主 要 通 过 接 触 病 畜 及 其 分 泌 物 或 接 触 被 污 染 的 畜 产 品, 经 皮 肤 粘 膜 眼 结 膜 消 化 道 呼 吸 道 等 不 同 途 径 感 染 布 鲁 菌 侵 入 机 体 经 1~6 周 的 潜 伏 期, 此 期 细 菌 被 中 性 粒 细 胞 和 巨 噬 细 胞 吞 噬, 成 为 胞 内 寄 生 菌, 随 淋 巴 流 达 局 部 淋 巴 结 生 长 繁 殖 形 成 感 染 灶 当 细 菌 繁 殖 达 一 定 数 量, 突 破 淋 巴 结 而 侵 入 血 流, 出 现 菌 血 症 由 于 内 毒 素 的 作 用 致 患 者 发 热, 随 后 细 菌 进 入 肝 脾 骨 髓 和 淋 巴 结 等 脏 器 细 胞, 发 热 也 渐 消 退 细 菌 在 细 胞 内 繁 殖 到 一 定 程 度 可 再 度 入 血, 又 出 现 菌 血 症 而 致 体 温 升 高 如 此 反 复 形 成 的 菌 血 症, 使 患 者 的 热 型 呈 波 浪 式, 临 床 上 称 为 波 浪 热 感 染 易 转 为 慢 性, 在 全 身 各 处 引 起 迁 徙 性 病 变, 伴 随 发 热 关 节 痛 和 全 身 乏 力 等 症 状, 体 征 有 肝 脾 肿 大 人 类 感 染 布 鲁 菌 不 引 起 流 产, 原 因 可 能 是 易 感 动 物 的 生 殖 器 官 和 胎 膜 上 含 有 大 量 赤 藓 醇, 刺 激 细 菌 生 长 而 引 起 流 产, 而 人 类 胎 盘 中 不 含 有 赤 藓 醇, 故 不 会 引 起 流 产 另 外, 布 鲁 菌 的 致 病 与 本 菌 引 起 的 Ⅳ 型 超 敏 反 应 有 关 ; 还 有 菌 体 抗 原 成 分 与 相 应 抗 体 形 成 的 免 疫 复 合 物, 可 导 致 急 性 炎 症 和 坏 死, 病 灶 中 有 大 量 中 性 粒 细 胞 浸 润, 可 能 是 一 种 Ⅲ 型 超 敏 反 应 (Arthus 反 应 ) 172

173 免 疫 性 机 体 感 染 布 鲁 菌 后 可 产 生 免 疫 力, 且 各 菌 种 和 生 物 型 之 间 有 交 叉 免 疫 一 般 认 为 此 免 疫 力 是 有 菌 免 疫, 即 当 机 体 内 有 布 鲁 菌 存 在 时, 对 再 次 感 染 则 有 较 强 免 疫 力 但 近 来 认 为 随 着 病 程 的 延 续, 机 体 免 疫 力 不 断 增 强, 病 菌 不 断 被 消 灭, 最 终 可 变 为 无 菌 免 疫 由 于 布 鲁 菌 为 细 胞 内 寄 生, 故 其 免 疫 以 细 胞 免 疫 为 主 病 后 机 体 产 IgM 和 IgG 型 抗 体, 可 发 挥 免 疫 调 理 作 用 此 外, 细 胞 免 疫 和 Ⅳ 型 超 敏 反 应 所 导 致 的 免 疫 保 护 及 病 理 损 害, 在 慢 性 与 反 复 发 作 的 病 程 中 往 往 交 织 存 在 三 微 生 物 学 检 查 标 本 血 液 是 最 常 用 的 标 本, 急 性 期 血 培 养 阳 性 率 高 达 70% 骨 髓 在 急 性 期 亚 急 性 期 病 人 均 可 分 离 阳 性 病 畜 的 子 宫 分 泌 物 羊 水, 流 产 动 物 的 肝 脾 骨 髓 等 也 可 作 为 分 离 培 养 的 标 本 分 离 培 养 与 鉴 定 将 标 本 接 种 于 双 相 肝 浸 液 培 养 基 ( 液 相 为 肝 浸 液 的 琼 脂 斜 面 ) 置 37 5%~10%CO2 孵 箱 中 培 养 菌 落 大 多 在 4~7d 形 成, 若 30d 时 仍 无 菌 生 长 可 报 告 为 阴 性 若 有 菌 生 长, 可 根 据 涂 片 染 色 镜 检,CO2 的 要 求,H2S 产 生, 染 料 抑 菌 试 验, 玻 片 凝 集 等 确 定 型 别 血 清 学 试 验 1. 凝 集 试 验 : 发 病 1~7d 后 血 清 中 开 始 出 出 现 IgM 抗 体, 将 患 者 血 清 作 倍 比 稀 释, 标 准 菌 量 为 个 /ml, 进 行 玻 片 凝 集 试 验,1:200 有 诊 断 意 义 但 当 效 价 1:100 时 应 重 复 进 行 试 管 凝 集 试 验, 需 要 在 37 水 浴 16~20d 后 观 察 结 果, 以 1:200~1:400 血 清 凝 集 者 为 阳 性 用 胶 乳 凝 集 试 验 可 在 6min 内 判 定 结 果, 方 法 简 易 可 靠 2. 抗 球 蛋 白 试 验 (Coomb 试 验 ): 布 鲁 菌 感 染 患 者 常 出 现 不 完 全 抗 体, 需 用 Coomb 试 验 才 能 检 出 在 病 程 中 凝 集 效 价 出 现 增 长 者 有 诊 断 意 义 3. 补 体 结 合 试 验 : 一 般 发 病 3 周 后 出 现 IgG 抗 体, 由 于 此 抗 体 能 维 持 较 长 时 间, 故 对 诊 断 慢 性 布 鲁 菌 病 意 义 较 大 此 试 验 特 异 性 高, 试 验 结 果 以 1:10 为 阳 性 皮 肤 试 验 取 布 鲁 菌 素 (brucellin) 或 布 鲁 菌 蛋 白 提 取 物 0.1ml 作 皮 内 注 射,24~48d 后 观 察 结 果. 局 部 红 肿 浸 润 直 径 1~2cm 者 为 弱 阳 性,>2~3cm 为 阳 性,>3~6cm 为 强 阳 性 若 红 肿 在 4~6d 内 消 退 者 为 假 阳 性 皮 试 阳 性 可 诊 断 慢 性 或 曾 患 过 布 鲁 菌 病 四 防 治 原 则 控 制 和 消 灭 家 畜 布 鲁 菌 病, 切 断 传 播 途 径 和 免 疫 接 种 是 三 项 主 要 的 预 防 措 施 免 疫 接 种 以 畜 群 为 主, 疫 区 人 群 也 应 接 种 减 毒 活 疫 苗 (104M 株 疫 苗 皮 上 划 痕 接 种 ), 有 效 期 约 一 年 173

174 急 性 病 人 用 抗 生 素 治 疗, 慢 性 者 除 继 续 用 抗 生 素 治 疗 外, 应 采 用 综 合 疗 法 以 增 强 机 体 免 疫 力, 也 可 用 特 异 性 疫 苗 进 行 脱 敏 治 疗 第 二 节 耶 尔 森 菌 属 耶 尔 森 菌 属 (Yersinia) 细 菌 属 于 肠 杆 菌 科, 是 一 类 革 兰 阴 性 小 杆 菌 包 括 11 个 菌 种, 其 中 鼠 疫 耶 氏 菌 小 肠 结 肠 炎 耶 氏 菌 与 假 结 核 耶 氏 菌 等 三 种 肯 定 是 人 类 致 病 菌 本 属 细 菌 通 常 先 引 起 啮 齿 动 物 家 畜 和 鸟 类 等 动 物 感 染, 人 类 通 过 接 触 动 物 被 节 肢 动 物 叮 咬 或 食 入 污 染 食 物 等 途 径 感 染 一 鼠 疫 耶 氏 菌 鼠 疫 耶 氏 菌 (Y.pestis) 俗 称 鼠 疫 杆 菌, 是 鼠 疫 的 病 原 菌 鼠 疫 是 一 种 自 然 疫 源 性 的 烈 性 传 染 病, 历 史 上 曾 发 生 过 三 次 世 界 性 大 流 行 人 类 鼠 疫 是 被 疫 鼠 的 鼠 蚤 叮 咬 而 受 染, 1989~1998 年 世 界 各 地 报 告 鼠 疫 病 例 共 5440 余 例, 死 亡 681 人, 病 死 率 11% 因 此, 鼠 疫 依 然 威 胁 着 人 类 ( 一 ) 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 为 形 两 端 浓 染 的 卵 圆 短 杆 菌 大 小 为 0.5~0.8 1~2µm 一 般 单 个 散 在, 偶 尔 成 双 或 呈 短 链 有 荚 膜, 无 鞭 毛, 无 芽 胞 革 兰 染 色 阴 性 从 死 于 鼠 疫 的 尸 体 或 动 物 新 鲜 内 脏 制 备 的 印 片 或 涂 片, 形 态 典 型, 有 时 可 见 到 吞 噬 细 胞 内 外 均 有 本 菌 但 在 化 脓 或 溃 疡 性 病 灶 及 腐 败 材 料 中 可 见 菌 体 膨 大 成 球 形, 且 着 色 不 佳 如 在 陈 旧 培 养 物 或 生 长 在 含 高 盐 (30g/L NaCl) 的 培 养 基 上 则 呈 多 形 态 性, 有 球 形 杆 形 棒 形 和 哑 铃 状 等, 亦 可 见 到 着 色 极 浅 的 细 菌 轮 廓, 称 菌 影 (ghost) 培 养 特 性 兼 性 厌 氧, 最 适 生 长 温 度 为 27~30, 最 适 ph 为 6.9~7.2 在 普 通 培 养 基 上 能 生 长, 但 生 长 缓 慢 在 含 血 液 或 组 织 液 的 培 养 基 上 生 长, 24~48h 可 形 成 柔 软 粘 稠 的 粗 糙 型 菌 落 在 肉 汤 培 养 基 中 开 始 呈 混 浊,24h 后 表 现 为 沉 淀 生 长,48h 后 逐 渐 形 成 菌 膜, 稍 加 摇 动 菌 膜 呈 钟 乳 石 状 下 沉, 此 特 征 有 一 定 鉴 别 意 义 抗 原 结 构 鼠 疫 耶 氏 菌 的 抗 原 结 构 复 杂, 至 少 有 18 种 抗 原, 重 要 的 有 F1 V-W 外 膜 蛋 白 和 MT 等 四 种 抗 原 ( 图 15-1) 174

175 图 F1(fraction 1) 抗 原 是 鼠 疫 耶 氏 菌 的 荚 膜 抗 原, 于 37 时 产 生, 具 有 抗 吞 噬 和 活 化 补 体 的 作 用 F1 的 抗 原 性 强, 特 异 性 高, 其 相 应 抗 体 具 有 免 疫 保 护 作 用 但 F1 抗 原 是 一 种 不 耐 热 的 糖 蛋 白,100 15min 即 失 去 抗 原 性 2.V 和 W 抗 原 系 毒 力 质 粒 DNA 编 码 W 抗 原 位 于 菌 体 表 面, 是 一 种 脂 蛋 白 ;V 抗 原 存 在 于 细 胞 质 中, 为 可 溶 性 蛋 白 两 种 抗 原 总 是 一 起 产 生, 与 细 菌 毒 力 有 关, 使 细 菌 具 有 形 成 肉 芽 肿 损 伤 和 在 细 胞 内 存 活 的 能 力, 且 有 免 疫 抑 制 作 用 3. 外 膜 蛋 白 (Yersinia outer membrane proteins,yop) 其 编 码 基 因 与 V-W 基 因 存 在 于 同 一 质 粒 上, 在 37 和 含 Ca 2+ 条 件 下 能 产 生 数 种 外 膜 蛋 白, 这 些 蛋 白 能 使 细 菌 在 突 破 宿 主 的 防 御 机 制, 导 致 机 体 发 病 等 方 面 具 有 重 要 作 用 4. 鼠 毒 素 (murine toxin,mt) 为 可 溶 性 蛋 白, 是 一 种 外 毒 素, 对 鼠 类 有 剧 烈 毒 性, 1µg 即 可 使 鼠 致 死, 它 可 阻 断 动 物 β 肾 上 腺 能 神 经 和 引 起 心 脏 损 害, 但 对 人 的 损 伤 作 用 尚 不 清 楚 MT 具 有 良 好 的 抗 原 性, 用 0.2% 甲 醛 处 理 可 使 其 脱 毒 制 成 类 毒 素, 用 于 免 疫 动 物 制 备 抗 毒 素 5. 内 毒 素 其 性 质 与 肠 道 杆 菌 内 毒 素 相 似, 可 致 机 体 发 热, 产 生 休 克 和 DIC 等 抵 抗 力 对 理 化 因 素 抵 抗 力 较 弱 湿 热 70~80 10min 或 100 1min 死 亡,5% 来 苏 或 5% 石 炭 酸 20min 内 可 将 痰 液 中 病 菌 杀 死, 但 在 自 然 环 境 中 的 痰 液 中 能 存 活 36d, 在 蚤 粪 和 土 壤 中 能 存 活 1 年 左 右 变 异 性 鼠 疫 耶 氏 菌 通 过 自 发 或 诱 发 性 突 变 转 座 子 移 位 及 基 因 转 移 等 机 制 发 生 变 异, 其 生 化 特 性 毒 力 耐 药 性 和 抗 原 构 造 等 均 可 出 现 变 异 菌 株 与 多 数 肠 道 菌 光 滑 (S) 型 菌 落 致 病 性 强 的 特 征 不 同, 野 生 菌 株 的 菌 落 呈 粗 糙 (R) 型 经 人 工 传 代 培 养 后 菌 落 逐 渐 变 为 S 型, 其 毒 力 也 随 之 减 弱 ( 二 ) 致 病 性 与 免 疫 性 致 病 物 质 鼠 毒 素 主 要 对 鼠 类 致 病, 具 外 毒 素 性 质, 但 只 有 当 细 菌 自 溶 裂 解 后 才 释 放 175

176 鼠 疫 耶 氏 菌 的 毒 力 很 强, 少 数 几 个 细 菌 即 可 使 人 致 病, 其 致 病 性 主 要 与 F1 抗 原 V-W 抗 原 外 膜 抗 原 及 内 毒 素 等 相 关 所 致 疾 病 鼠 疫 是 自 然 疫 源 性 传 染 病, 一 般 先 在 鼠 类 间 发 病 和 流 行, 通 过 鼠 蚤 的 叮 咬 而 传 染 人 类, 尤 其 当 大 批 病 鼠 死 亡 后, 失 去 宿 主 的 鼠 蚤 转 向 人 群 人 患 鼠 疫 后, 又 可 通 过 人 蚤 或 呼 吸 道 等 途 径 在 人 群 间 流 行 临 床 常 见 有 腺 型 肺 型 和 败 血 症 型 鼠 疫 鼠 疫 耶 氏 菌 侵 入 人 体, 被 吞 噬 细 胞 吞 噬 后 能 在 细 胞 内 生 长 繁 殖, 并 沿 淋 巴 流 到 达 局 部 淋 巴 结, 引 起 严 重 的 淋 巴 结 炎 犯 及 的 淋 巴 结 多 在 腹 股 沟, 一 般 为 单 侧, 并 引 起 肿 胀 出 血 和 坏 死, 称 为 腺 鼠 疫 如 吸 入 染 菌 的 尘 埃 则 引 起 原 发 性 肺 鼠 疫, 也 可 由 腺 型 或 败 血 症 型 鼠 疫 蔓 延 而 致 继 发 性 肺 鼠 疫 病 人 高 热 寒 战, 咳 嗽 胸 痛 喀 血 呼 吸 困 难, 全 身 衰 竭 而 出 现 严 重 中 毒 症 状, 多 于 2~4d 内 死 亡 病 人 死 亡 后 皮 肤 常 呈 黑 紫 色, 故 有 黑 死 病 之 称 重 症 腺 型 或 肺 型 鼠 疫 患 者 的 病 原 菌 可 侵 入 血 流, 导 致 败 血 症 型 鼠 疫, 体 温 升 高 至 39~40, 发 生 休 克 和 DIC, 皮 肤 粘 膜 见 出 血 点 及 淤 斑, 常 并 发 支 气 管 肺 炎 和 脑 膜 炎 等 症 状, 多 迅 速 恶 化 而 死 亡 免 疫 性 鼠 疫 感 染 后 能 获 得 牢 固 免 疫 力, 再 次 感 染 罕 见 主 要 产 生 针 对 F1 抗 原 V-W 抗 原 的 抗 体 等, 具 有 调 理 促 吞 噬 凝 集 细 菌 及 杀 菌 等 作 用 另 外, 尚 依 赖 于 吞 噬 细 胞 吞 杀 细 菌 等 细 胞 免 疫 的 作 用 ( 三 ) 微 生 物 学 检 查 标 本 按 不 同 病 型 采 取 淋 巴 结 穿 刺 液 痰 血 液 等 人 或 动 物 尸 体 取 肝 脾 肺 肿 大 淋 巴 结 和 心 血 等 陈 旧 尸 体 取 骨 髓 因 鼠 疫 为 法 定 甲 类 烈 性 传 染 病, 其 传 染 性 极 强, 除 标 本 采 取 时 要 严 格 无 菌 操 作 和 控 制 外, 标 本 必 须 送 指 定 的 具 有 严 格 防 护 措 施 的 专 门 实 验 室, 并 按 严 格 操 作 规 程 进 行 直 接 涂 片 镜 检 检 材 直 接 涂 片 或 印 片, 分 别 进 行 革 兰 染 色 和 美 蓝 染 色, 镜 检 观 察 典 型 形 态 与 染 色 性 免 疫 荧 光 试 验 用 于 快 速 诊 断 分 离 培 养 与 鉴 定 将 检 材 接 种 于 血 琼 脂 平 板 或 0.025% 亚 硫 酸 钠 琼 脂 平 板 等, 经 24h 孵 育 后 形 成 针 尖 样 小 菌 落, 经 48h 后 才 形 成 1~1.5mm 灰 白 色 较 粘 稠 的 粗 糙 型 菌 落 在 液 体 培 养 基 中 孵 育 48h 可 形 成 钟 乳 石 现 象 当 分 离 出 可 疑 菌 落 时, 可 作 涂 片 镜 检, 噬 菌 体 裂 解 试 验, 血 清 凝 集 试 验 等 进 一 步 鉴 定 ( 四 ) 防 治 原 则 灭 鼠 灭 蚤 是 切 断 鼠 疫 传 播 环 节, 消 灭 鼠 疫 源 的 根 本 措 施 我 国 目 前 应 用 EV 无 毒 株 生 产 活 菌 疫 苗, 多 用 皮 下 皮 内 接 种 或 皮 上 划 痕, 免 疫 力 可 维 持 8~10 个 月 此 外, 应 加 强 国 境 176

177 海 关 检 疫 治 疗 必 须 早 期 足 量 用 药, 采 用 磺 胺 类 链 霉 素 氯 霉 素 氨 基 糖 苷 类 抗 生 素 等 均 有 效 二 小 肠 结 肠 炎 耶 氏 菌 小 肠 结 肠 炎 耶 氏 菌 (Y.enterocolitica) 是 引 起 人 类 严 重 的 小 肠 结 肠 炎 的 病 原 菌 本 菌 天 然 集 居 在 多 种 动 物 体 内, 如 鼠 兔 猪 等, 通 过 污 染 食 物 ( 牛 奶 肉 类 等 ) 和 水, 经 粪 口 途 径 感 染 或 因 接 触 染 疫 动 物 而 感 染 近 年 来 本 菌 中 某 些 血 清 型 引 起 的 肠 道 感 染 正 逐 渐 上 升 ( 一 ) 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 革 兰 阴 性 球 杆 菌, 偶 见 两 端 浓 染 无 芽 胞 无 荚 膜,25 培 养 时 有 周 身 鞭 毛, 但 37 培 养 时 则 很 少 或 无 鞭 毛 培 养 特 性 兼 性 厌 氧 耐 低 温, 在 4 能 生 长, 但 最 适 温 度 为 20~ 28, 最 适 ph7.6 在 普 通 琼 脂 培 养 基 上 生 长 良 好 某 些 菌 株 在 血 琼 脂 平 板 上 可 出 现 溶 血 环, 在 肠 道 菌 选 择 培 养 基 上 形 成 不 发 酵 乳 糖 的 无 色 半 透 明 扁 平 的 小 菌 落 血 清 型 根 据 菌 体 O 抗 原 可 分 为 50 多 种 血 清 型, 但 仅 几 种 血 清 型 与 致 病 有 关, 且 致 病 型 别 各 地 区 也 不 同 我 国 主 要 为 O:9 O:8 O:5 和 O:3 等 此 外 有 毒 力 菌 株 大 都 具 有 V 和 W 抗 原 外 毒 素 蛋 白 等 ( 二 ) 致 病 性 致 病 物 质 本 菌 为 一 种 肠 道 致 病 菌, 具 有 侵 袭 性 及 产 毒 素 性 V-W 抗 原 具 有 抗 吞 噬 作 用 O:3 O:8 O:9 等 菌 株 产 生 耐 热 性 肠 毒 素, 与 大 肠 埃 希 菌 肠 毒 素 ST 相 似 另 外, 某 些 菌 株 的 O 抗 原 与 人 体 组 织 有 共 同 抗 原, 可 刺 激 机 体 产 生 自 身 抗 体, 引 起 自 身 免 疫 性 疾 病 所 致 疾 病 本 菌 为 人 畜 共 患 病 原 菌 人 类 通 过 食 用 污 染 的 食 物 和 水 而 受 染, 潜 伏 期 3~7d, 临 床 表 现 以 小 肠 结 肠 炎 为 多 见, 也 见 有 败 血 症 者 临 床 上 可 出 现 发 热, 腹 泻 为 粘 液 或 水 样 便, 易 与 志 贺 菌 痢 混 淆 根 据 病 变 位 置 与 发 病 机 制 不 同, 可 将 小 肠 结 肠 炎 分 为 四 型 : 1 胃 肠 炎 ( 或 小 肠 结 肠 炎 ) 型 ;2 回 肠 末 端 炎 阑 尾 炎 和 肠 系 膜 淋 巴 结 炎 型 ;3 结 节 性 红 斑 与 关 节 炎 型 ( 自 身 免 疫 病 );4 败 血 症 型 ( 三 ) 微 生 物 学 检 查 标 本 取 粪 便 血 液 和 剩 余 食 物 等, 根 据 该 菌 嗜 冷 特 性, 将 标 本 置 ph 7.4~7.8 的 磷 酸 盐 缓 冲 盐 水 中, 于 4 增 菌 2~3w; 再 用 耶 氏 菌 专 用 选 择 培 养 基 置 25 培 养 24~48h, 挑 取 可 疑 菌 落 进 行 鉴 定 主 要 鉴 定 依 据 为 25 培 养 时 动 力 阳 性, 嗜 冷 性 脲 酶 阳 性 H2S 阳 性 及 血 清 学 鉴 定 等 177

178 三 假 结 核 耶 氏 菌 假 结 核 耶 氏 菌 (Y.pseudotuberculosis) 存 在 于 多 种 动 物 的 肠 道 中, 人 类 感 染 较 少, 主 要 通 过 食 用 患 病 动 物 污 染 的 食 物 而 感 染 由 于 该 菌 在 动 物 感 染 的 脏 器 中 形 成 粟 粒 状 结 核 结 节, 在 人 的 感 染 部 位 形 成 结 核 样 肉 芽 肿, 故 称 假 结 核 耶 氏 菌 本 菌 具 多 形 态 性, 呈 球 状 或 短 杆 状 革 兰 阴 性 无 荚 膜 无 芽 胞, 在 病 变 组 织 中 菌 体 两 端 浓 染 需 氧 或 兼 性 厌 氧, 最 适 生 长 温 度 为 25, 且 出 现 动 力,37 培 养 动 力 消 失 本 菌 的 生 化 反 应 与 鼠 疫 耶 氏 菌 相 似, 引 起 的 疾 病 与 小 肠 结 肠 炎 耶 氏 菌 相 似 根 据 耐 热 的 菌 体 O 抗 原 将 细 菌 分 为 6 个 血 清 型, 引 起 人 类 感 染 的 主 要 是 O1 血 清 型 毒 力 菌 株 大 部 分 具 有 V 和 W 抗 原 假 结 核 耶 氏 菌 对 豚 鼠 家 兔 鼠 类 等 有 很 强 的 致 病 性, 患 病 动 物 的 肝 脾 肺 和 淋 巴 结 等 可 形 成 多 发 性 粟 粒 状 结 核 结 节 人 类 感 染 多 为 胃 肠 炎, 肠 系 膜 淋 巴 结 肉 芽 肿, 回 肠 末 端 炎 等, 后 者 的 症 状 与 阑 尾 炎 相 似, 多 发 生 于 5~15 岁 的 学 龄 儿 童, 并 易 发 展 为 败 血 症 少 数 表 现 为 高 热 紫 癜, 并 伴 有 肝 脾 肿 大, 类 似 肠 伤 寒 的 症 状 并 有 呈 结 节 性 红 斑 等 自 身 免 疫 病 症 的 临 床 取 粪 便 血 液 等 标 本 进 行 微 生 物 学 检 查 多 采 用 肠 道 选 择 性 鉴 别 培 养 基 进 行 分 离 培 养,25 培 养 48h, 根 据 生 化 反 应 及 动 力 等, 作 出 初 步 判 断, 最 后 用 血 清 学 试 验 进 行 鉴 定 本 菌 感 染 应 用 广 谱 抗 生 素 进 行 治 疗 第 三 节 芽 胞 杆 菌 属 芽 胞 杆 菌 属 (Bacillus) 是 一 群 需 氧, 能 形 成 芽 胞 的 革 兰 阳 性 大 杆 菌 本 属 中 主 要 的 致 病 菌 为 炭 疽 芽 胞 杆 菌, 是 引 起 动 物 和 人 类 炭 疽 的 病 原 菌 蜡 样 芽 胞 杆 菌 可 产 生 肠 毒 素 引 起 食 物 中 毒 其 它 大 多 为 腐 生 菌, 主 要 存 在 于 土 壤 水 和 尘 埃 中, 如 枯 草 芽 胞 杆 菌 等 一 般 不 致 病, 当 机 体 免 疫 力 低 下 时, 偶 尔 可 引 起 结 膜 炎 虹 膜 炎 及 全 眼 炎 等 又 如 多 粘 芽 孢 杆 菌 能 产 生 多 粘 菌 素 (polymyxin); 嗜 热 脂 肪 芽 孢 杆 菌 的 抗 湿 热 能 力 极 强, 常 用 作 热 力 灭 菌 实 验 的 代 表 菌 株, 以 试 灭 菌 器 的 效 果 等 这 些 腐 生 菌 也 常 是 实 验 室 及 制 剂 生 产 车 间 的 主 要 污 染 菌 一 炭 疽 芽 胞 杆 菌 炭 疽 芽 胞 杆 菌 (B.anthracis) 是 动 物 和 人 类 炭 疽 病 的 病 原 菌, 是 人 类 历 史 上 第 一 个 被 发 现 的 病 原 菌, 俗 称 炭 疽 杆 菌 牛 与 羊 等 食 草 动 物 的 发 病 率 最 高, 人 可 通 过 摄 食 或 接 触 患 炭 疽 病 的 动 物 及 畜 产 品 而 感 染, 传 播 方 式 多 样, 多 见 皮 肤 炭 疽, 也 有 肠 炭 疽 肺 炭 疽 和 脑 膜 炎 炭 疽 等 178

179 ( 一 ) 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 炭 疽 芽 胞 杆 菌 是 致 病 菌 中 最 大 的 革 兰 阳 性 粗 大 杆 菌,5~10 1~3µm, 两 端 截 平, 无 鞭 毛 取 自 病 人 或 病 畜 新 鲜 标 本 直 接 涂 片 时, 常 单 个 或 呈 短 链, 经 培 养 后 则 形 成 长 链, 呈 竹 节 样 排 列 ( 图 15-2) 芽 胞 在 有 氧 条 件 下 形 成, 呈 椭 圆 形, 位 于 菌 体 中 央 有 毒 菌 株 在 人 和 动 物 体 内 或 含 血 清 的 培 养 基 中 可 形 成 荚 膜 图 15-2 培 养 特 性 需 氧 或 兼 性 厌 氧, 最 适 温 度 为 30~35, 在 普 通 琼 脂 培 养 基 上 培 养 24h, 形 成 灰 白 色 粗 糙 型 菌 落, 边 缘 不 整 齐, 在 低 倍 镜 下 观 察 边 缘 呈 卷 发 状 在 血 琼 脂 平 板 上 不 溶 血 在 肉 汤 培 养 基 中 由 于 形 成 长 链 而 呈 絮 状 沉 淀 生 长 在 明 胶 培 养 基 中 经 37 培 养 24h 可 使 表 面 液 化 呈 漏 斗 状, 由 于 细 菌 沿 穿 刺 线 向 四 周 扩 散 成 倒 松 树 状 有 毒 菌 株 在 含 NaHCO3 的 血 琼 脂 平 板 上, 置 5%CO2 孵 箱 37 孵 育 24~48h 可 产 生 荚 膜, 变 为 粘 液 性 菌 落, 用 接 种 针 挑 取 时 可 见 拉 丝 状 而 无 毒 株 仍 形 成 粗 糙 型 菌 落 抗 原 结 构 炭 疽 芽 胞 杆 菌 的 抗 原 分 为 两 部 分, 一 部 分 是 结 构 抗 原, 包 括 荚 膜 菌 体 和 芽 胞 等 抗 原 成 分, 另 一 部 分 是 外 毒 素 复 合 物 1. 荚 膜 多 肽 抗 原 由 D 谷 氨 酸 γ 多 肽 所 组 成 具 抗 吞 噬 作 用, 与 细 菌 毒 力 有 关 若 以 高 效 价 抗 荚 膜 多 肽 血 清 作 荚 膜 肿 胀 试 验, 对 鉴 定 本 菌 有 一 定 意 义 2. 菌 体 多 糖 抗 原 由 D- 葡 萄 糖 胺 D- 半 乳 糖 组 成, 与 毒 力 无 关 由 于 耐 热, 此 抗 原 在 病 畜 皮 毛 或 腐 败 脏 器 中 虽 经 长 时 间 煮 沸 仍 可 与 相 应 抗 体 发 生 沉 淀 反 应, 称 Ascoli 热 沉 淀 反 应, 对 追 溯 炭 疽 芽 胞 杆 菌 病 原 方 面 起 了 很 大 作 用 但 由 于 此 抗 原 特 异 性 不 高, 与 其 它 需 氧 性 芽 胞 杆 菌 14 型 肺 炎 链 球 菌, 甚 至 人 类 A 血 型 抗 原 之 间 发 生 交 叉 反 应, 故 Ascoli 反 应 目 前 已 很 少 使 用 3. 芽 胞 抗 原 由 芽 胞 的 外 膜 皮 质 等 组 成 的 芽 胞 特 异 性 抗 原, 具 有 免 疫 原 性 和 血 清 学 诊 断 价 值 4. 炭 疽 毒 素 由 保 护 性 抗 原 致 死 因 子 和 水 肿 因 子 三 种 蛋 白 质 组 成 的 复 合 物, 注 射 给 实 验 动 物 可 出 现 炭 疽 病 的 典 型 中 毒 症 状 但 致 死 因 子 和 水 肿 因 子 单 独 作 用 不 会 发 挥 生 物 学 活 性, 都 必 须 与 保 护 性 抗 原 组 合 后 才 能 引 起 实 验 动 物 的 水 肿 和 致 死 炭 疽 毒 素 具 有 抗 吞 噬 作 用 和 免 疫 原 性, 免 疫 注 射 后 使 豚 鼠 对 炭 疽 芽 胞 杆 菌 的 感 染 具 有 一 定 的 保 护 作 用 179

180 抵 抗 力 由 于 本 菌 能 产 生 芽 胞, 故 抵 抗 力 很 强, 煮 沸 10min 或 干 热 140 需 3h 才 能 杀 灭 芽 胞 对 化 学 消 毒 剂 的 抵 抗 力 也 很 强, 如 5% 石 炭 酸 需 5 天 始 可 杀 死 但 对 碘 及 氧 化 剂 较 敏 感,1:2500 碘 液 10min 3%H2O2 1h 0.5% 过 氧 乙 酸 10min 即 可 杀 死 细 菌 芽 胞 在 干 燥 土 壤 或 皮 毛 中 能 存 活 数 年 至 20 余 年, 牧 场 一 旦 被 污 染, 传 染 性 可 持 续 数 十 年 本 菌 对 青 霉 素 红 霉 素 氯 霉 素 等 均 敏 感 若 在 含 微 量 (0.05~0.5 单 位 /ml) 青 霉 素 的 培 养 基 上, 链 杆 菌 排 列 的 细 菌 形 态 发 生 变 异, 变 成 大 而 均 匀 呈 链 状 的 串 珠 状, 称 串 珠 试 验 对 本 菌 有 鉴 别 意 义, 其 他 需 氧 芽 胞 杆 菌 无 此 现 象 ( 二 ) 致 病 性 与 免 疫 性 致 病 性 炭 疽 芽 胞 杆 菌 主 要 致 病 物 质 是 荚 膜 和 炭 疽 毒 素 控 制 荚 膜 产 生 的 基 因 在 质 粒 DNA 上 荚 膜 有 抗 吞 噬 作 用, 有 利 于 细 菌 在 宿 主 组 织 内 繁 殖 扩 散 炭 疽 毒 素 是 造 成 感 染 者 致 病 和 死 亡 的 主 要 原 因, 毒 性 作 用 直 接 损 伤 微 血 管 内 皮 细 胞, 增 加 血 管 通 透 性 而 形 成 水 肿 由 于 有 效 循 环 血 量 不 足, 微 循 环 障 碍 致 感 染 性 休 克 和 DIC, 甚 至 致 死 所 致 疾 病 炭 疽 芽 胞 杆 菌 主 要 为 食 草 动 物 ( 牛 羊 马 等 ) 炭 疽 病 的 病 原 菌, 人 因 接 触 患 病 动 物 或 受 染 毛 皮 而 引 起 皮 肤 炭 疽, 食 入 未 煮 熟 的 病 畜 肉 类 奶 或 被 污 染 食 物 引 起 肠 炭 疽, 或 吸 入 含 有 大 量 病 菌 芽 胞 的 尘 埃 可 发 生 肺 炭 疽 上 述 三 型 均 可 并 发 败 血 症, 偶 见 引 起 炭 疽 性 脑 膜 炎, 死 亡 率 极 高 皮 肤 炭 疽 最 为 多 见, 细 菌 由 颜 面 四 肢 等 皮 肤 小 伤 口 侵 入, 经 一 天 左 右 局 部 出 现 小 痂, 继 而 周 围 形 成 水 疱 脓 疮 最 后 形 成 坏 死 溃 疡 并 形 成 特 有 的 黑 色 焦 痂, 故 名 炭 疽 肠 炭 疽 出 现 连 续 性 呕 吐, 肠 麻 痹 及 血 便, 但 以 全 身 中 毒 为 主,2~3d 死 于 毒 血 症 肺 炭 疽 出 现 呼 吸 道 症 状, 很 快 也 出 现 全 身 中 毒 症 状 而 死 亡 免 疫 性 感 染 炭 疽 后 可 获 得 持 久 性 免 疫 力 一 般 认 为 免 疫 与 机 体 针 对 保 护 性 抗 原 产 生 保 护 性 抗 体 及 增 强 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 功 能 有 关 ( 三 ) 微 生 物 学 检 查 标 本 根 据 炭 疽 病 型 采 取 不 同 标 本 人 类 皮 肤 炭 疽 取 水 泡 脓 疱 内 容 物 或 血 液 ; 肠 炭 疽 取 粪 便 血 液 及 畜 肉 等 ; 肺 炭 疽 取 痰 胸 腔 渗 出 液 及 血 液 等 ; 脑 膜 炎 炭 疽 取 脑 脊 液 炭 疽 动 物 尸 体 严 禁 室 外 剖 检, 以 防 形 成 芽 胞 污 染 牧 场 及 环 境 ; 一 般 在 无 菌 条 件 下 割 取 耳 尖 或 舌 尖 组 织 送 检 直 接 涂 片 镜 检 取 标 本 涂 片 进 行 革 兰 染 色, 发 现 有 荚 膜 的 呈 竹 节 状 排 列 的 革 兰 阳 性 大 杆 菌, 或 用 特 异 性 荧 光 抗 体 染 色 镜 检, 结 合 临 床 症 状 可 作 出 初 步 诊 断 分 离 培 养 与 鉴 定 检 材 接 种 于 血 琼 脂 平 板 和 碳 酸 氢 钠 琼 脂 平 板, 孵 育 后 观 察 菌 落, 180

181 用 青 霉 素 串 珠 试 验 噬 菌 体 裂 解 试 验 等 进 行 鉴 定 此 外, 也 可 用 免 疫 荧 光 法 检 查 病 人 的 荚 膜 抗 体, 用 ELISA 检 查 保 护 性 抗 体 必 要 时 进 行 动 物 试 验 本 菌 与 其 他 需 氧 芽 胞 杆 菌 的 鉴 别 见 表 15-2 表 15-2 炭 疽 芽 胞 杆 菌 与 其 他 需 氧 芽 胞 杆 菌 的 鉴 别 性 状 炭 疽 芽 胞 杆 菌 其 他 需 氧 芽 胞 杆 菌 荚 膜 + - 动 力 - + 血 平 板 不 溶 血 或 微 溶 血 多 为 迅 速 而 明 显 溶 血 NaHCO3 琼 脂 平 板 粘 液 型 菌 落 ( 有 毒 株 ) 粗 糙 型 菌 落 青 霉 素 串 珠 试 验 + - 噬 菌 体 裂 解 试 验 + - 动 物 致 病 力 试 验 + -/+ ( 四 ) 防 治 原 则 炭 疽 的 预 防 重 点 应 放 在 家 畜 感 染 的 防 治 和 牧 场 的 卫 生 防 护 上 病 畜 应 严 格 隔 离 或 处 死 深 埋, 杜 绝 在 无 防 护 条 件 下 现 场 剖 检 取 材, 死 畜 严 禁 剥 皮 或 煮 食, 必 经 焚 毁 或 深 埋 2m 以 下 对 易 感 染 家 畜 应 进 行 预 防 接 种 特 异 性 预 防 用 炭 疽 减 毒 活 疫 苗, 皮 上 划 痕 接 种, 免 疫 力 可 持 续 1 年 接 种 对 象 是 疫 区 皮 革 毛 纺 工 人 牧 民 屠 宰 牲 畜 人 员 兽 医 等 治 疗 以 青 霉 素 首 选, 也 可 选 用 其 他 广 谱 抗 生 素 二 蜡 样 芽 胞 杆 菌 蜡 样 芽 胞 杆 菌 (B.cereus) 为 革 兰 阳 性 大 杆 菌, 生 长 6h 后 即 形 成 椭 圆 形 芽 胞, 位 于 菌 体 中 央 或 次 末 端 在 普 通 琼 脂 平 板 上 生 长 良 好, 菌 落 较 大, 灰 白 色, 表 面 粗 糙 似 融 蜡 状, 故 名 本 菌 广 泛 分 布 于 土 壤 水 尘 埃 淀 粉 制 品 乳 和 乳 制 品 等 食 品 中 蜡 样 芽 胞 杆 菌 引 起 食 物 中 毒 必 须 达 到 一 定 的 感 染 量 即 食 物 中 含 菌 量 达 10 6 /g 以 上 才 能 发 病 食 物 中 毒 分 两 种 类 型 :1 呕 吐 型 : 由 耐 热 的 肠 毒 素 引 起, 于 进 餐 1~6h 发 病, 主 要 是 恶 心 呕 吐, 仅 有 少 数 有 腹 泻 类 似 于 葡 萄 球 菌 的 食 物 中 毒, 病 程 平 均 不 超 过 10h 2 腹 泻 型 : 由 不 耐 热 肠 毒 素 引 起, 进 食 后 发 生 胃 肠 炎 症 状, 主 要 为 腹 痛 腹 泻 和 里 急 后 重, 偶 有 呕 吐 和 发 热 此 外, 该 菌 有 时 也 是 外 伤 后 眼 部 感 染 的 常 见 病 原 菌, 引 起 全 眼 球 炎 在 免 疫 功 能 低 下 181

182 或 应 用 免 疫 抑 制 药 的 患 者 中 还 可 引 起 心 内 膜 炎 菌 血 症 和 脑 膜 炎 等 发 生 食 物 中 毒 时 采 取 可 疑 食 物 或 收 集 粪 便 及 呕 吐 物 进 行 检 验 除 进 行 分 离 培 养 外, 须 作 活 菌 计 数, 因 暴 露 于 空 气 中 的 食 物 会 在 一 定 程 度 上 受 本 菌 污 染, 故 不 能 因 分 离 出 蜡 样 芽 胞 杆 菌 就 认 为 是 食 物 中 毒 的 病 原 菌 根 据 形 态 染 色 性 菌 落 特 征 及 生 化 型 血 清 型 和 噬 菌 体 分 型 作 鉴 定 本 菌 对 红 霉 素 氯 霉 素 和 庆 大 霉 素 敏 感, 对 青 霉 素 磺 胺 类 耐 药 第 四 节 弗 朗 西 丝 菌 属 弗 朗 西 丝 菌 属 (Francisella) 是 一 类 呈 多 形 性 的 革 兰 阴 性 小 杆 菌, 本 属 有 土 拉 弗 氏 菌 和 新 凶 手 弗 氏 菌 两 个 种 其 中 土 拉 弗 氏 菌 (F.tularesis) 为 土 拉 热 的 病 原 体, 有 两 个 主 要 的 生 物 型 本 菌 引 起 一 些 野 生 动 物 的 感 染, 特 别 常 见 于 野 兔 中, 故 俗 称 野 兔 热 杆 菌, 人 类 常 因 接 触 野 生 动 物 或 病 畜 引 起 土 拉 热 土 拉 弗 氏 菌 生 物 学 特 性 球 杆 状 小 杆 菌, 大 小 为 0.2~ ~0.7µm 经 人 工 培 养 后 呈 显 著 多 形 态 性 无 芽 胞 无 动 力, 在 动 物 组 织 内 有 荚 膜 需 氧, 最 适 温 度 为 35~37 在 普 通 培 养 基 上 不 易 生 长, 常 用 卵 黄 培 养 基 或 胱 氨 酸 血 琼 脂 培 养 基, 孵 育 24~48h 形 成 灰 白 色 细 小 光 滑, 略 带 粘 性 的 菌 落 对 热 敏 感,56 5~10min 即 死 亡 在 20~25 水 中 可 存 活 1~2 个 月, 但 对 低 温 有 很 强 的 耐 受 力, 在 4 水 中 或 湿 土 中 可 存 活 4 个 月, 在 0 以 下 可 存 活 9 个 月 对 一 般 化 学 消 毒 剂 敏 感 致 病 性 与 免 疫 性 野 兔 鼠 类 等 多 种 野 生 动 物 和 家 畜 都 可 感 染 土 拉 弗 氏 杆 菌 动 物 之 间 主 要 通 过 蜱 蚊 蚤 虱 等 吸 血 节 肢 动 物 叮 咬 传 播, 人 类 也 易 感, 可 通 过 多 种 途 径 感 染, 如 直 接 接 触 患 病 的 动 物 或 被 动 物 咬 伤 节 肢 动 物 叮 咬 食 入 污 染 食 物, 亦 可 经 空 气 传 播 引 起 呼 吸 道 感 染 土 拉 弗 氏 菌 的 致 病 物 质 主 要 是 荚 膜 和 内 毒 素 细 菌 侵 袭 力 强, 能 穿 过 完 整 的 皮 肤 和 粘 膜 另 外, 菌 体 多 糖 抗 原 可 引 起 速 发 型 超 敏 反 应, 蛋 白 质 抗 原 可 引 起 迟 发 型 超 敏 反 应 等 也 参 与 致 病 人 感 染 后 潜 伏 期 一 般 为 2~10d, 发 病 较 急, 临 床 表 现 为 发 热 剧 烈 头 疼 关 节 痛 等, 重 者 出 现 衰 竭 与 休 克 由 于 感 染 途 径 不 同, 临 床 类 型 可 多 样 化, 有 溃 疡 腺 型 胃 肠 型 肺 型 和 伤 寒 中 毒 型 等 病 后 2~3 周 出 现 IgM 和 IgG 抗 体, 可 持 续 存 在 多 年, 但 无 保 护 作 用 土 拉 弗 氏 菌 为 细 胞 182

183 内 寄 生 菌, 抗 感 染 当 以 细 胞 免 疫 为 主 诊 断 与 治 疗 采 取 病 人 血 液 组 织 穿 刺 液 或 活 检 组 织 检 查 组 织 标 本 的 革 兰 染 色 镜 检 价 值 不 大, 可 用 免 疫 荧 光 染 色 镜 检, 但 与 军 团 菌 布 鲁 菌 等 有 交 叉 反 应, 应 注 意 假 阳 性 的 出 现 分 离 培 养 较 困 难, 可 接 种 于 卵 黄 培 养 基 或 胱 氨 酸 葡 萄 糖 血 琼 脂, 37 孵 育 至 少 需 3 周 除 观 察 典 型 菌 落 外, 可 取 培 养 物 用 本 菌 的 抗 血 清 作 玻 片 凝 集 试 验 进 行 鉴 定 血 清 学 试 验 是 土 拉 热 诊 断 最 常 用 的 方 法, 在 病 程 中 血 管 凝 集 效 价 呈 4 倍 或 以 上 增 长 或 单 份 血 清 效 价 达 1:160 才 有 诊 断 意 义 预 防 可 用 减 毒 活 疫 苗 经 皮 上 划 痕 接 种 治 疗 可 选 用 广 谱 抗 生 素 第 五 节 巴 斯 德 菌 属 巴 斯 德 菌 属 (Pasteurella) 为 革 兰 阴 性 卵 圆 形 或 杆 状 细 菌, 常 寄 生 于 哺 乳 动 物 和 鸟 类 上 呼 吸 道 和 肠 道 粘 摸 上 对 人 类 致 病 的 仅 有 多 杀 巴 氏 菌 (P multocida) 和 新 1 号 巴 氏 菌 (P. newspecies 1) 两 种 这 两 种 均 为 革 兰 阴 性 球 杆 菌, 常 呈 两 极 浓 染, 无 鞭 毛, 无 芽 孢 有 荚 膜 营 养 要 求 较 高, 需 在 含 血 的 培 养 基 上 生 长, 在 血 平 板 上 形 成 白 色 不 溶 血 的 半 透 明 小 菌 落 本 菌 为 动 物 源 性 细 菌, 致 病 物 质 为 荚 膜 与 内 毒 素 可 引 起 低 等 动 物 的 败 血 症 和 鸡 霍 乱 人 可 通 过 接 触 染 病 的 动 物 而 感 染, 所 致 疾 病 有 伤 口 感 染 脓 肿 肺 部 感 染 脑 膜 炎 腹 膜 炎 关 节 炎 等 实 验 室 检 查 应 采 取 患 者 血 痰 脑 脊 液 或 脓 等 直 接 涂 片 染 色 镜 检, 并 接 种 血 平 板 作 分 离 培 养 根 据 菌 落 特 征 和 形 态 染 色 的 结 果, 再 作 生 化 反 应 和 血 清 学 试 验 进 行 鉴 定 治 疗 上 应 选 择 广 谱 抗 生 素 ( 张 卓 然 ) 第 16 章 其 他 细 菌 第 一 节 弯 曲 菌 属 弯 曲 菌 属 (Campylobacter) 是 一 类 呈 逗 点 状 或 S 形 的 革 兰 阴 性 杆 菌 有 183

184 13 个 种, 广 泛 分 布 于 动 物 界, 可 引 起 动 物 和 人 类 的 腹 泻 胃 肠 炎 和 肠 道 外 感 染 对 人 致 病 的 有 空 肠 弯 曲 菌 大 肠 弯 曲 菌 胎 儿 弯 曲 菌 等, 其 中 以 空 弯 曲 菌 (C jejuni) 空 肠 弯 曲 菌 生 物 学 特 性 形 态 细 长, 呈 弧 形 螺 旋 形 S 形 或 海 鸥 状 运 动 活 泼, 一 端 或 两 端 有 单 鞭 毛 无 芽 胞, 无 荚 膜, 革 兰 阴 性 微 需 氧, 需 在 5%O 2 10%CO 2 和 85%N 2 的 环 境 中 生 长 在 36~37 生 长 良 好, 但 在 42 中 选 择 性 好, 此 温 度 可 使 粪 便 中 其 他 细 菌 的 生 长 受 到 抑 制 营 养 要 求 高, 用 含 血 清 的 培 养 基 培 养 后, 在 同 一 培 养 基 上 可 出 现 两 种 菌 落, 一 种 为 灰 白 湿 润 扁 平 边 缘 不 整 的 蔓 延 生 长 的 菌 落 ; 另 一 种 为 半 透 明 圆 形 凸 起 有 光 泽 的 细 小 菌 落 生 化 反 应 不 活 泼, 不 发 酵 糖 类, 氧 化 酶 阳 性, 马 尿 酸 盐 水 解 试 验 阳 性 有 菌 体 (O) 抗 原 热 不 稳 定 抗 原 和 鞭 毛 (H) 抗 原 根 据 (O) 抗 原 不 同 将 空 肠 弯 曲 菌 分 为 42 个 血 清 型 抵 抗 力 较 弱 培 养 物 放 置 冰 箱 中 很 快 死 亡,56 5min 即 被 杀 死 干 燥 环 境 中 仅 存 活 3h, 培 养 物 放 室 温 可 存 活 2~24 周 致 病 性 与 免 疫 性 空 肠 弯 曲 菌 引 起 胃 肠 道 感 染 主 要 是 该 菌 产 生 细 胞 毒 素 和 一 种 不 耐 热 肠 毒 素, 后 者 与 大 肠 埃 希 菌 的 LT 和 霍 乱 肠 毒 素 有 部 分 抗 原 交 叉 空 肠 弯 曲 菌 是 引 起 散 发 性 细 菌 性 肠 炎 最 常 见 的 菌 种 之 一 该 菌 常 通 过 污 染 饮 食 牛 奶 水 源 等 被 食 入, 或 与 动 物 直 接 接 触 被 感 染 由 于 空 肠 弯 曲 菌 对 胃 酸 敏 感, 经 口 食 入 至 少 10 4 个 细 菌 才 有 可 能 致 病, 该 菌 在 小 肠 内 繁 殖, 侵 入 肠 上 皮 引 起 炎 症 临 床 表 现 为 痉 挛 性 腹 痛 腹 泻 血 便 或 果 酱 样 便, 量 多 ; 头 痛 不 适 发 热 通 常 该 病 自 限, 病 程 5~8d 机 体 感 染 空 肠 弯 曲 菌 后 可 产 生 特 异 性 抗 体, 能 通 过 调 理 作 用 和 活 化 补 体 等 作 用 增 强 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 杀 灭 细 菌 及 补 体 的 溶 菌 作 用 诊 断 与 防 治 可 用 粪 便 标 本 涂 片 镜 检, 查 找 革 兰 氏 阴 性 弧 形 或 海 鸥 状 弯 曲 菌, 或 用 悬 滴 法 观 察 鱼 群 样 运 动 或 螺 旋 式 运 动 分 离 培 养 可 直 接 用 选 择 性 培 养 基, 于 42 和 37 微 需 氧 环 境 下 培 养, 可 见 两 种 类 型 的 菌 落 鉴 定 用 马 尿 酸 184

185 水 解 试 验 醋 酸 吲 哚 酚 水 解 试 验 等 生 化 反 应 以 及 PCR 法 直 接 检 出 粪 便 中 的 弯 曲 菌 目 前 尚 无 特 异 性 疫 苗 预 防 主 要 是 注 意 饮 水 和 食 品 卫 生, 加 强 人 畜 禽 类 的 粪 便 管 理 治 疗 可 用 红 霉 素 氨 基 糖 苷 类 抗 生 素 氯 霉 素 等 第 二 节 螺 杆 菌 属 螺 杆 菌 属 (Helicobacter) 是 从 弯 曲 菌 属 中 划 分 出 来 的 新 菌 属, 只 在 37 生 长 而 在 25 和 42 均 不 能 生 长 的 革 兰 阴 性 螺 形 杆 菌 至 少 有 9 个 种, 代 表 菌 种 是 幽 门 螺 杆 菌 (H. pylori) 它 与 胃 窦 炎 十 二 指 肠 溃 疡 和 胃 溃 疡 关 系 密 切, 可 能 与 胃 癌 的 发 生 也 有 关 幽 门 螺 杆 菌 生 物 学 特 性 革 兰 阴 性 菌 体 细 长 弯 曲 呈 螺 形 S 形 或 海 鸥 状, 大 小 为 0.3~ ~5.0μm 在 胃 粘 膜 粘 液 层 中 常 呈 鱼 群 样 排 列, 传 代 培 养 后 可 变 成 杆 状 或 球 形 菌 体 一 端 或 两 端 可 有 多 根 带 鞘 鞭 毛, 运 动 活 泼 微 需 氧 菌 最 适 生 长 温 度 为 35~37 营 养 要 求 高, 需 血 液 或 血 清, 生 长 时 还 需 一 定 湿 度 ( 相 对 湿 度 98%) 培 养 3d 可 见 细 小 针 尖 状 半 透 明 的 菌 落 生 化 反 应 不 活 泼, 不 分 解 糖 类, 氧 化 酶 和 过 氧 化 氢 酶 均 阳 性, 脲 酶 丰 富, 快 速 脲 酶 试 验 强 阳 性 幽 门 螺 杆 菌 菌 株 具 有 共 同 抗 原, 其 表 面 蛋 白 在 不 同 株 之 间 相 似, 电 泳 时 出 现 4 条 主 要 区 带 用 免 疫 印 迹 分 析 证 明 幽 门 螺 杆 菌 与 空 肠 弯 曲 菌 等 的 菌 体 外 膜 蛋 白 不 出 现 交 叉 反 应, 但 其 鞭 毛 蛋 白 具 有 明 显 的 交 叉 反 应 致 病 性 与 免 疫 性 幽 门 螺 杆 菌 病 的 确 切 机 制 尚 未 完 全 阐 明, 引 起 胃 炎 与 消 化 性 溃 疡 可 能 是 多 种 因 子 的 协 同 作 用, 如 粘 附 素 脲 酶 蛋 白 酶 细 胞 毒 素 和 内 毒 素 等 的 毒 害 作 用 幽 门 螺 杆 菌 存 在 于 胃 粘 膜, 与 人 类 B 型 慢 性 胃 炎 消 化 性 溃 疡 等 密 切 相 关 在 胃 炎 和 胃 溃 疡 患 者 的 胃 粘 膜 中, 本 菌 的 检 出 率 高 达 80%~ 100% 另 据 研 究, 幽 门 螺 杆 菌 感 染 是 胃 癌 的 危 险 因 子 幽 门 螺 杆 菌 阳 性 的 宿 主 常 出 现 胃 上 皮 细 胞 增 生, 幽 门 螺 杆 菌 感 染 时 胃 内 亚 硝 胺 亚 硝 基 化 合 物 增 多, 一 氧 化 氮 的 合 成 可 致 DNA 亚 硝 化 脱 氨 作 用, 从 而 有 可 能 使 细 胞 发 生 突 变 有 报 道 在 caga 基 因 阳 性 菌 株 感 染 的 患 者 中, 有 62% 出 现 萎 缩 性 胃 炎,2% 发 展 为 胃 癌, 故 185

186 认 为 caga 基 因 与 胃 癌 发 生 相 关 感 染 幽 门 螺 杆 菌 后, 在 病 人 血 液 和 胃 液 中 能 检 出 特 异 性 IgG IgM 和 IgA 抗 体 ; 亦 产 生 多 种 细 胞 因 子, 但 各 作 用 不 同, 如 IL-2 IL-6 可 能 对 抗 感 染 有 利, 而 IL-8 TNF 等 可 能 与 致 病 有 关 诊 断 与 防 治 组 织 活 检 标 本 可 用 于 组 织 学 检 查 或 将 活 检 组 织 磨 碎 用 于 分 离 培 养 血 液 用 于 测 抗 体 含 量 快 速 诊 断 方 法 有 :1 直 接 涂 片 镜 检 : 为 革 兰 阴 性, 细 长 弯 曲 呈 海 鸥 状 细 菌 2 快 速 脲 酶 分 解 试 验 : 用 尿 素 培 养 基, 如 培 养 基 由 黄 变 红 为 阳 性 3 血 清 学 诊 断 : 检 测 血 清 中 抗 幽 门 螺 杆 菌 菌 体 抗 体 与 抗 脲 酶 抗 体 4 分 子 生 物 学 技 术 : 用 16S rdna 寡 核 苷 酸 探 针 或 用 PCR 检 测 幽 门 螺 杆 菌 分 离 培 养 则 用 选 择 培 养 基 在 微 需 氧 和 湿 润 的 环 境 中,35 孵 育 4 天 观 察 菌 落 再 以 氧 化 酶 过 氧 化 氢 酶 及 脲 酶 试 验 进 行 鉴 定 目 前 正 在 试 用 重 组 脲 酶 幽 门 螺 杆 菌 疫 苗, 并 证 明 疫 苗 不 仅 有 预 防 作 用, 同 时 还 具 有 治 疗 作 用 治 疗 可 用 抗 菌 疗 法, 多 采 用 以 胶 体 次 枸 橼 酸 铋 或 抑 酸 剂 为 基 础, 再 加 两 种 抗 生 素 的 三 联 疗 法 第 三 节 假 单 胞 菌 属 假 单 胞 菌 属 (Pseudomonas) 是 一 类 革 兰 阴 性 无 芽 胞 有 荚 膜 和 鞭 毛, 需 氧, 直 或 微 弯 的 杆 菌 分 布 广 泛, 种 类 繁 多, 到 目 前 为 止 已 超 过 200 种, 与 人 类 关 系 较 大 的 有 铜 绿 假 单 胞 菌, 荧 光 假 单 胞 菌 和 类 鼻 疽 假 单 胞 菌 等 铜 绿 假 单 胞 菌 铜 绿 假 单 胞 菌 (P.aeruginosa) 俗 称 绿 脓 杆 菌, 广 泛 分 布 于 自 然 界, 是 一 种 常 见 的 条 件 致 病 菌 由 于 在 生 长 过 程 中 产 生 绿 色 水 溶 性 色 素, 感 染 后 使 脓 汁 或 敷 料 出 现 绿 色, 故 得 名 生 物 学 特 性 革 兰 阴 性, 大 小 为 0.5~ ~3.0μm 的 直 或 微 弯 杆 菌 无 芽 胞, 有 荚 膜, 单 端 有 1~3 根 鞭 毛, 运 动 活 泼 临 床 分 离 的 菌 株 常 有 菌 毛 需 氧, 在 普 通 培 养 基 上 生 长 良 好 最 适 生 长 温 度 为 35, 在 4 不 生 长 而 在 42 可 生 长 是 铜 绿 假 单 胞 菌 的 一 个 特 点 菌 落 大 小 不 一, 扁 平 湿 润, 边 缘 不 齐, 186

187 产 生 带 荧 光 的 水 溶 性 色 素 ( 青 脓 素 与 绿 脓 素 ) 而 使 培 养 基 呈 亮 绿 色 在 血 琼 脂 平 板 上 产 生 透 明 的 溶 血 环 在 液 体 培 养 基 中 呈 混 浊 生 长, 常 在 其 表 面 形 成 菌 膜 铜 绿 假 单 胞 菌 分 解 葡 萄 糖, 产 酸 不 产 气, 但 不 分 解 甘 露 醇 麦 芽 糖 蔗 糖 和 乳 糖 多 数 菌 不 液 化 明 胶 铜 绿 假 单 胞 菌 分 解 尿 素, 氧 化 酶 阳 性, 不 形 成 吲 哚 铜 绿 假 单 胞 菌 抵 抗 力 较 其 他 革 兰 阴 性 菌 强, 耐 许 多 化 学 消 毒 剂 与 抗 生 素, 56 需 1 小 时 杀 死 细 菌 铜 绿 假 单 胞 菌 有 O 和 H 抗 原 O 抗 原 包 括 两 种 成 分, 一 种 是 内 毒 素 脂 多 糖, 另 一 成 分 是 原 内 毒 素 蛋 白 (original endotoxin protein,oep) OEP 是 一 种 高 分 子 抗 原, 具 有 强 免 疫 原 性, 其 抗 体 不 仅 对 同 一 血 清 型 细 菌 有 特 异 性 保 护 作 用, 且 对 不 同 血 清 型 的 细 菌 也 有 共 同 保 护 作 用 OEP 广 泛 存 在 于 一 些 革 兰 阴 性 菌 中, 包 括 其 他 种 类 的 假 单 胞 菌 大 肠 埃 希 菌 肺 炎 克 氏 菌 和 霍 乱 弧 菌 等, 是 一 种 极 有 意 义 的 类 属 抗 原 致 病 性 与 免 疫 性 主 要 致 病 物 质 是 内 毒 素, 此 外 尚 有 菌 毛 荚 膜 胞 外 酶 和 外 毒 素 等 多 种 致 病 因 子 ( 表 16-1) 致 病 物 质 表 16-1 铜 绿 假 单 胞 菌 的 致 病 物 质 生 物 学 活 性 菌 毛 荚 膜 多 糖 内 毒 素 毒 素 A 胞 外 酶 S 弹 性 蛋 白 酶 碱 性 蛋 白 酶 磷 酸 脂 酶 C 杀 白 细 胞 素 对 宿 主 细 胞 具 有 粘 附 作 用 抗 吞 噬 作 用 致 发 热 休 克 DIC 等 抑 制 蛋 白 质 合 成 抑 制 蛋 白 质 合 成 损 伤 血 管, 抑 制 中 性 粒 细 胞 功 能 损 伤 组 织 抗 补 体 灭 活 IgG 抑 制 中 性 粒 细 胞 功 能 组 织 损 伤 抑 制 中 性 粒 细 胞 功 能 和 淋 巴 细 胞 功 能 铜 绿 假 单 胞 菌 分 布 广 泛, 水 空 气 土 壤, 医 院 环 境 中 都 存 在 此 菌, 同 时 也 是 人 体 的 正 常 菌 群 本 菌 的 感 染 多 见 于 皮 肤 粘 膜 受 损 部 位, 如 烧 伤 创 伤 等, 也 见 于 因 长 期 化 疗 或 使 用 免 疫 抑 制 剂 的 患 者 在 医 源 性 感 染 中 由 本 菌 引 起 者 约 占 10%, 在 某 些 特 殊 病 房 中, 如 烧 伤 和 肿 瘤 病 房 各 种 导 管 和 内 窥 镜 的 治 疗 与 检 查 187

188 室 内, 本 菌 感 染 率 可 高 达 30% 本 菌 几 乎 可 感 染 人 体 的 任 何 组 织 和 部 位, 经 常 引 起 手 术 切 口 烧 伤 组 织 感 染, 表 现 为 局 部 化 脓 性 炎 症 也 可 引 起 中 耳 炎 角 膜 炎 尿 道 炎 胃 肠 炎 心 内 膜 炎 脓 胸, 以 及 菌 血 症 败 血 症 本 菌 尚 可 引 起 婴 儿 严 重 的 流 行 性 腹 泻 中 性 粒 细 胞 的 吞 噬 作 用 在 抗 铜 绿 假 单 胞 菌 感 染 中 起 着 重 要 的 作 用 感 染 后 产 生 的 特 异 性 抗 体, 尤 其 分 泌 型 IgA 粘 膜 表 面 免 疫 作 用, 也 有 一 定 的 抗 感 染 作 用 诊 断 与 防 治 按 疾 病 和 检 查 目 的 不 同 分 别 采 取 标 本 1 炎 症 分 泌 物 脓 液 血 液 脑 脊 液 等 ;2 医 院 病 区 或 手 术 室 的 物 品 医 疗 器 材 等 将 标 本 接 种 于 血 琼 脂 平 板, 培 养 后 根 据 菌 落 特 征, 色 素 及 生 化 反 应 等 鉴 定 血 清 学 绿 脓 菌 素 及 噬 菌 体 分 型 可 供 流 行 病 学 医 院 内 感 染 追 踪 调 查 等 使 用 已 研 制 出 多 种 铜 绿 假 单 胞 菌 疫 苗, 其 中 以 OEP 疫 苗 具 有 不 受 菌 型 限 制, 保 护 范 围 广, 毒 性 低 等 优 点 铜 绿 假 单 胞 菌 可 由 各 种 途 径 传 播, 主 要 是 通 过 污 染 医 疗 器 具 及 带 菌 医 护 人 员 引 起 的 医 源 性 感 染, 应 对 医 院 感 染 予 以 重 视 治 疗 可 选 用 庆 大 霉 素 多 粘 菌 素 等 第 四 节 嗜 血 杆 菌 属 嗜 血 杆 菌 属 (Haemophilus) 是 一 类 革 兰 阴 性 小 杆 菌, 常 呈 多 形 态 性 无 鞭 毛 无 芽 胞 生 长 需 求 较 高, 在 人 工 培 养 时 需 新 鲜 血 液 才 能 生 长, 故 名 新 鲜 血 液 中 含 有 该 菌 的 生 长 因 子 X 和 V,X 因 子 是 一 种 高 铁 血 红 素 (hematin),v 因 子 是 辅 酶 Ⅰ 或 Ⅱ(NAD 或 NADP) 根 据 对 X 因 子 和 V 因 子 的 需 求 不 同, 将 本 属 分 为 17 个 种 对 人 具 有 致 病 的 有 流 感 嗜 血 杆 菌, 埃 及 嗜 血 杆 菌 杜 克 嗜 血 杆 菌 等 ( 表 16-2) 表 16-2 常 见 嗜 血 杆 菌 的 生 长 需 求 及 致 病 性 菌 种 生 长 需 要 溶 血 致 病 性 X 因 子 V 因 子 CO 2 流 感 嗜 血 杆 菌 原 发 性 化 脓 感 染 继 发 性 肺 炎 埃 及 嗜 血 杆 菌 眼 结 合 膜 炎 杜 克 嗜 血 杆 菌 /- 软 性 下 疳 188

189 副 流 感 嗜 血 杆 菌 细 菌 性 心 内 膜 炎 嗜 沫 嗜 血 杆 菌 细 菌 性 心 内 膜 炎 溶 血 性 嗜 血 杆 菌 很 少 致 病 流 感 嗜 血 杆 菌 流 感 嗜 血 杆 菌 (H.influenzae) 俗 称 流 感 杆 菌 1892 年 波 兰 细 菌 学 家 Pfeiffer 首 先 从 流 行 性 感 冒 患 者 鼻 咽 部 分 离 出, 当 时 被 误 认 为 是 流 感 的 病 原 菌 直 至 1933 年 流 感 病 毒 分 离 成 功, 才 确 定 了 流 感 的 真 正 病 原, 但 流 感 嗜 血 杆 菌 这 一 错 名 却 仍 用 至 今 现 知 此 菌 可 引 起 小 儿 急 性 脑 膜 炎 鼻 咽 炎 中 耳 炎 等 化 脓 性 疾 病 : 在 患 流 感 时 它 可 作 为 继 发 性 感 染 的 病 原 菌 生 物 学 特 性 革 兰 阴 性 小 杆 菌, 大 小 为 0.3~ ~1.5μm 在 急 性 感 染 标 本 如 脑 脊 液 中 多 为 短 小 杆 菌, 在 恢 复 期 病 灶 或 长 期 人 工 传 代 培 养 常 呈 球 杆 状, 长 杆 状 和 丝 状 等 多 形 态 无 鞭 毛 或 芽 胞, 有 毒 株 在 营 养 丰 富 的 培 养 基 上 生 长 6~ 18h 出 现 明 显 荚 膜 在 陈 旧 培 养 基 上 荚 膜 常 消 失 多 数 菌 株 有 菌 毛 需 氧 或 兼 性 厌 氧 最 适 生 长 温 度 为 33~37 生 长 需 要 X 和 V 因 子 X 因 子 是 血 红 素 及 其 衍 生 物, 耐 热,120 30min 不 被 破 坏, 是 细 菌 合 成 过 氧 化 氢 酶 过 氧 化 物 酶 细 胞 色 素 氧 化 酶 等 呼 吸 酶 的 辅 基 ;V 因 子 是 辅 酶 Ⅰ 或 Ⅱ, 耐 热 性 差, min 即 被 破 坏, 在 细 胞 呼 吸 中 起 递 氢 作 用 但 血 液 中 的 V 因 子 通 常 处 于 被 抑 制 状 态, 加 热 80~90 10min 破 坏 红 细 胞 膜 上 的 不 耐 热 抑 制 物, 可 使 V 因 子 释 放, 故 流 感 嗜 血 杆 菌 在 加 热 血 琼 脂 平 板 即 巧 克 力 色 平 板 上 生 长 较 佳,35 培 养 18~24h 可 见 0.5~1.0mm 直 径 的 菌 落, 呈 灰 白 色 圆 形 光 滑 有 荚 膜 菌 株 的 菌 落 呈 轻 度 粘 稠 当 流 感 嗜 血 杆 菌 与 金 黄 色 葡 萄 球 菌 在 血 平 板 上 共 同 孵 育 时, 由 于 后 者 能 合 成 较 多 的 V 因 子, 在 金 黄 色 葡 萄 球 菌 菌 落 周 围 生 长 的 流 感 嗜 血 杆 菌 的 菌 落 较 大, 离 金 黄 色 葡 萄 球 菌 菌 落 越 远 的 越 小, 此 称 为 卫 星 现 象 (satellite phenomenon), 有 助 于 对 流 感 嗜 血 杆 菌 的 鉴 定 流 感 嗜 血 杆 菌 有 二 种 主 要 抗 原 :1 荚 膜 多 糖 抗 原 具 有 型 特 异 性 可 将 有 荚 膜 的 流 感 杆 菌 分 为 a b c d e f 6 个 型, 其 中 b 型 致 病 力 最 强, 也 是 引 起 儿 童 感 染 最 常 见 的 菌 型 流 感 嗜 血 杆 菌 与 肺 炎 链 球 菌 的 荚 膜 多 糖 有 部 分 共 同, 如 b 型 与 肺 炎 链 球 菌 15 型 A 35 型 B 6 型 和 29 型 之 间 有 交 叉 反 应 2 菌 体 抗 原 : 189

190 主 要 指 外 膜 蛋 白 抗 原, 可 用 于 流 行 病 学 调 查 流 感 嗜 血 杆 菌 抵 抗 力 弱,50~55 30min 可 被 杀 死 对 一 般 消 毒 剂 敏 感 在 干 燥 痰 中 生 存 时 间 不 超 过 48h 对 青 霉 素 和 氯 霉 素 易 产 生 耐 药 性, 其 耐 药 性 由 R 质 控 决 定 致 病 性 与 免 疫 性 主 要 致 病 物 质 为 荚 膜 菌 毛 与 内 毒 素 等 致 病 力 强 的 流 感 杆 菌 产 生 IgA 蛋 白 酶, 能 分 解 破 坏 分 泌 型 IgA 流 感 嗜 血 杆 菌 在 呼 吸 道 定 植 者 可 达 人 群 的 50%, 但 有 荚 膜 的 b 型 株 定 植 者 不 多 所 致 疾 病 分 为 原 发 性 与 继 发 性 感 染 两 类 原 发 性 ( 外 源 性 ) 感 染 多 为 有 荚 膜 的 b 型 菌 株 引 起 的 急 性 化 脓 性 感 染, 如 脑 膜 炎 鼻 咽 炎 咽 喉 会 厌 炎 关 节 炎 心 包 炎 等, 以 少 儿 多 见 继 发 性 ( 内 源 性 ) 感 染 常 继 发 于 流 行 性 感 冒 麻 疹 百 日 咳 结 核 病 等, 大 多 由 无 荚 膜 菌 株 引 起 临 床 类 型 有 慢 性 支 气 管 炎 中 耳 炎 鼻 窦 炎 等, 多 见 于 成 年 人 抗 流 感 嗜 血 杆 菌 的 免 疫 以 体 液 免 疫 为 主, 抗 荚 膜 多 糖 抗 体 能 增 强 吞 噬 作 用, 并 能 活 化 补 体 产 生 溶 菌 作 用, 抗 外 膜 蛋 白 抗 原 的 抗 体 也 有 促 进 补 体 介 导 的 吞 噬 作 用 诊 断 与 防 治 标 本 有 痰 液 脑 脊 液 鼻 咽 分 泌 物 血 液 和 脓 液 等 脑 脊 液 和 脓 汁 标 本 直 接 涂 片 镜 检 结 合 临 床 症 状, 可 作 出 初 步 诊 断 脑 脊 液 离 心 沉 淀 物 发 现 可 疑 菌 时, 亦 可 同 时 用 型 特 异 血 清 进 行 荚 膜 肿 胀 试 验, 以 达 快 速 鉴 定 的 目 的 分 离 培 养 可 将 检 材 接 种 于 巧 克 力 色 培 养 基 或 琼 脂 平 板 上,35 培 养 24~48h, 根 据 菌 落 形 态 生 化 反 应 等 特 征 以 及 卫 星 现 象, 荚 膜 肿 胀 试 验 予 以 鉴 定 b 型 流 感 杆 菌 的 荚 膜 多 糖 疫 苗, 对 1.5~2.0 岁 以 上 儿 童 有 较 好 的 抗 体 反 应, 1 年 内 保 护 率 在 90% 以 上 治 疗 可 选 用 广 谱 抗 生 素 第 五 节 军 团 菌 属 1976 年 在 美 国 费 城 召 开 全 美 退 伍 军 人 会 议, 期 间 暴 发 流 行 一 种 严 重 肺 炎, 与 会 者 149 人, 有 34 人 死 亡 从 死 者 肺 组 织 中 分 离 到 一 种 新 菌, 命 名 为 军 团 菌 军 团 菌 属 (Legionella) 包 括 39 个 种 和 61 个 血 清 型, 从 人 体 分 离 的 已 有 19 种, 其 中 主 要 致 病 菌 为 嗜 肺 军 团 菌 (L.pneumophila) 190

191 嗜 肺 军 团 菌 生 物 学 特 性 革 兰 阴 性 杆 菌, 常 规 染 色 不 易 着 色, 多 用 Dieterle 镀 银 法 或 Giemsa 法 染 色, 分 别 染 成 黑 褐 色 和 红 色 有 端 生 或 侧 生 鞭 毛, 无 芽 胞, 有 微 荚 膜 需 氧 菌, 多 数 菌 株 在 2.5%~5%CO 2 环 境 中 生 长 良 好, 最 适 生 长 温 度 为 36, 营 养 要 求 较 苛 刻, 且 生 长 缓 慢 初 次 分 离 需 L- 半 胱 氨 酸, 培 养 基 中 含 铁 盐 可 促 进 生 长 在 活 性 炭 - 酵 母 浸 出 液 琼 脂 (BCYE) 培 养 基 中,3~5d 形 成 1~2mm, 圆 形 凸 起, 灰 白 色 有 光 泽 的 菌 落 在 F-G(Feeley-Garman) 琼 脂 培 养 基 中,3~ 5d 培 养 可 见 针 尖 大 小 菌 落, 在 紫 外 线 照 射 下 可 发 出 黄 色 荧 光 在 富 含 L- 酪 氨 酸 - 苯 丙 氨 酸 琼 脂 平 板 上 产 生 棕 色 水 溶 性 色 素 触 酶 阳 性, 氧 化 酶 阳 性, 能 分 解 马 尿 酸 盐 有 O 和 H 抗 原, 根 据 O 抗 原 分 为 15 个 血 清 型, 其 中 1 型 就 是 1976 年 军 团 病 的 病 原 菌 在 我 国 分 离 较 多 的 嗜 肺 军 团 菌 为 1 型 (Lp1) 和 6 型 (Lp6) 在 Lp1~ 10 血 清 型 都 具 有 29kDa 外 膜 蛋 白 成 分, 此 成 分 是 机 体 应 答 反 应 的 主 要 免 疫 原 嗜 肺 军 团 菌 在 自 然 界 广 泛 存 在, 在 人 工 管 道 的 水 源 中 常 见, 如 医 院 空 调 冷 却 水 淋 浴 头 辅 助 呼 吸 机 等 所 产 生 的 气 溶 胶 颗 粒 中 均 存 在 此 菌 对 常 用 化 学 消 毒 剂 敏 感,1% 来 苏 处 理 数 分 钟 即 可 杀 死, 但 对 氯 作 用 的 抵 抗 力 比 肠 道 菌 大, 于 21 时 水 中 含 0.1mg/L 游 离 氯, 杀 死 90% 嗜 肺 军 团 菌 需 40min, 而 杀 死 大 肠 埃 希 菌 则 不 到 1min 致 病 性 与 免 疫 性 微 荚 膜 菌 毛 毒 素 和 多 种 酶 类 可 能 是 嗜 肺 军 团 菌 的 致 病 物 质 军 团 菌 产 生 的 吞 噬 细 胞 活 化 抑 制 因 子 有 磷 酸 酶 核 酸 酶 和 细 胞 毒 素 等, 能 抑 制 吞 噬 体 与 溶 酶 体 融 合, 故 不 仅 不 被 杀 死, 反 而 可 在 细 胞 内 生 长 繁 殖 导 致 细 胞 的 死 亡 嗜 肺 军 团 菌 可 引 起 军 团 病, 主 要 通 过 呼 吸 道 吸 入 带 菌 飞 沫 气 溶 胶 而 感 染, 多 流 行 于 夏 秋 季, 为 全 身 性 疾 患 有 流 感 样 型 ( 轻 症 型 ) 肺 炎 型 ( 重 症 型 ) 和 肺 外 感 染 三 种 临 床 类 型 流 感 样 型 可 出 现 发 热 不 适, 头 痛 和 肌 肉 疼 痛, 预 后 良 好 ; 肺 炎 型 起 病 骤 然, 出 现 以 肺 部 感 染 为 主 的 多 器 官 损 害, 寒 战 高 热 咳 嗽 胸 191

192 痛, 全 身 症 状 明 显, 最 终 导 致 呼 吸 衰 竭 肺 外 感 染 型 为 继 发 性 感 染, 当 重 症 军 团 病 发 生 菌 血 症 而 散 布 至 全 身 多 部 位, 如 脑 肠 肾 肝 脾 等, 出 现 多 脏 器 感 染 的 症 状 军 团 菌 亦 是 医 院 感 染 的 病 原 菌 之 一, 近 年 来, 许 多 报 道 由 于 中 央 空 调 冷 却 塔 用 水 污 染 军 团 菌 而 导 致 医 院 内 感 染 嗜 肺 军 团 菌 为 胞 内 寄 生 菌, 细 胞 免 疫 在 抗 感 染 中 起 主 要 作 用 诊 断 与 防 治 标 本 可 采 集 下 呼 吸 道 分 泌 物 胸 水 活 检 肺 组 织 及 血 液 等 因 痰 中 的 正 常 菌 群 对 军 团 菌 有 影 响, 故 用 痰 标 本 检 出 困 难 涂 片 作 革 兰 染 色 检 查 意 义 不 大 直 接 法 荧 光 抗 体 染 色 镜 检 有 诊 断 意 义 活 检 组 织 标 本 用 Dieterle 镀 银 法 染 色 分 离 培 养 用 含 半 胱 氨 酸 和 铁 盐 的 BCYE 培 养 基, 接 种 后 置 2.5%CO 2 的 孵 箱 中 培 养 根 据 菌 落 特 征 生 化 反 应 等 作 出 鉴 定 ; 或 用 免 疫 荧 光 染 色 法 可 快 速 诊 断 出 培 养 的 病 菌 检 查 病 人 血 清 中 抗 军 团 菌 IgM IgG 抗 体 有 助 于 特 异 性 诊 断, 常 用 方 法 为 IF 和 ELISA 法 至 今 尚 无 有 效 的 军 团 菌 疫 苗 预 防 应 强 调 水 源 的 管 理, 包 括 对 人 工 管 道 系 统 的 消 毒 处 理 治 疗 首 选 红 霉 素, 对 治 疗 反 应 迟 缓 的 可 合 用 利 福 平 及 其 他 药 物 第 六 节 鲍 特 菌 属 鲍 特 菌 属 (Bordetella) 是 一 类 革 兰 阴 性 小 球 杆 菌, 包 括 百 日 咳 鲍 特 菌 副 百 日 咳 鲍 特 菌 支 气 管 败 血 鲍 特 菌 和 鸟 鲍 特 菌 等 4 种, 前 三 种 亲 缘 关 系 很 接 近 百 日 咳 鲍 特 菌 是 百 日 咳 的 病 原 菌, 副 百 日 咳 鲍 特 菌 可 引 起 急 性 呼 吸 道 感 染, 其 他 鲍 特 菌 只 感 染 动 物 百 日 咳 鲍 特 菌 生 物 学 特 性 革 兰 氏 阴 性 小 杆 菌, 大 小 为 0.5~ ~0.5μm 无 芽 胞 无 鞭 毛, 光 滑 型 菌 株 有 荚 膜 营 养 要 求 很 高, 初 次 分 离 培 养 需 用 含 甘 油 马 铃 薯 血 液 的 鲍 - 金 (Bordet-Gengou) 培 养 基 35~37 培 养 3~5d 后 形 成 细 小 光 滑 隆 起 有 珠 光 色 泽 的 菌 落, 周 围 有 不 明 显 的 溶 血 环 不 发 酵 糖 类 新 分 离 菌 株 为 光 滑 型, 称 Ⅰ 相 菌, 具 有 菌 体 (O) 和 表 面 (K) 抗 原 Ⅰ 相 菌 有 毒 力, 人 工 192

193 培 养 后 可 发 生 变 异, 表 现 为 荚 膜 和 菌 毛 的 逐 渐 消 失, 形 态 菌 落 溶 血 性 抗 原 结 构 致 病 力 等 也 全 面 变 异,Ⅱ Ⅲ 相 为 过 渡 相,Ⅳ 相 即 为 粗 糙 型 菌 落 的 无 毒 株 致 病 性 与 免 疫 性 细 菌 一 般 不 侵 入 血 液, 致 病 物 质 包 括 荚 膜 菌 毛 内 毒 素 及 多 种 生 物 活 性 物 质 1 百 日 咳 毒 素 : 为 外 毒 素, 是 百 日 咳 的 主 要 毒 力 因 子, 与 细 菌 附 着 纤 毛 上 皮 细 胞 及 引 起 阵 发 性 咳 嗽 有 关 2 腺 苷 酸 环 化 酶 毒 素 (adenylcyclase toxin): 可 致 吞 噬 细 胞 内 camp 水 平 提 高 而 抑 制 巨 噬 细 胞 的 氧 化 活 性, 抑 制 中 性 粒 细 胞 的 趋 化 吞 噬 及 杀 伤 作 用, 抑 制 NK 细 胞 的 溶 细 胞 作 用 3 丝 状 红 细 胞 凝 集 毒 素 : 促 进 细 菌 对 纤 毛 上 皮 细 胞 的 粘 附 4 气 管 细 胞 毒 素 : 对 气 管 纤 毛 上 皮 细 胞 有 特 殊 亲 合 力, 低 浓 度 时 抑 制 纤 毛 的 摆 动, 高 浓 度 时 使 之 细 胞 坏 死 脱 落 5 皮 肤 坏 死 毒 素 : 不 耐 热, 能 引 起 外 周 血 管 收 缩, 白 细 胞 渗 出 血 管 外 或 出 血, 致 局 部 组 织 缺 血 坏 死 等 百 日 咳 鲍 特 菌 是 百 日 咳 的 病 原 菌, 传 染 源 主 要 是 早 期 病 人 和 带 菌 者 病 程 分 为 三 期 :1 卡 他 期 : 类 似 普 通 感 冒, 如 低 热 咳 嗽 打 喷 嚏 等, 此 期 维 持 1~2w, 传 染 性 最 强 2 痉 挛 期 : 出 现 阵 发 性 剧 咳, 由 于 支 气 管 痉 挛 可 伴 有 吸 气 吼 声 呕 吐 呼 吸 困 难 发 绀, 这 种 剧 烈 的 阵 咳 一 天 中 可 出 现 10~20 次 此 期 有 1~6w, 并 可 出 现 肺 炎 中 耳 炎 出 血 及 中 枢 神 经 系 统 症 状 3 恢 复 期 : 阵 咳 减 轻, 完 全 恢 复 需 数 周 到 数 月 由 于 整 个 病 程 较 长, 故 名 百 日 咳 病 后 有 较 持 久 的 免 疫 力, 再 次 感 染 少 见 由 于 新 生 儿 对 百 日 咳 也 易 感, 提 示 母 体 血 清 IgG 抗 体 未 能 提 供 对 新 生 儿 的 保 护, 故 认 为 抗 百 日 咳 感 染 的 免 疫 主 要 是 局 部 粘 膜 免 疫 诊 断 与 防 治 微 生 物 学 检 查 以 分 离 百 日 咳 鲍 特 菌 为 主 卡 他 期 取 鼻 咽 拭 或 咳 碟 法 接 种 于 鲍 - 金 培 养 基 分 离 培 养, 出 现 典 型 菌 落 时, 经 涂 片 染 色 镜 检 生 化 反 应, 或 与 Ⅰ 相 免 疫 血 清 作 凝 集 试 验 进 行 鉴 定 我 国 选 用 Ⅰ 相 百 日 咳 鲍 特 菌 死 菌 疫 与 白 喉 破 伤 风 的 类 毒 素 混 合, 制 成 白 百 破 (DPT) 三 联 疫 苗 进 行 主 动 免 疫, 效 果 较 好 治 疗 首 选 红 霉 素, 也 可 选 用 其 他 广 谱 抗 生 素 第 七 节 气 单 胞 菌 属 193

194 气 单 胞 菌 属 (Aeromonas) 是 一 类 具 有 单 端 鞭 毛 有 荚 膜 的 革 兰 阴 性 杆 菌 能 利 用 D- 葡 萄 糖 作 为 唯 一 或 主 要 碳 源 和 能 量 来 源 有 14 个 基 因 种 气 单 胞 菌 属 中 嗜 水 气 单 胞 菌 (A.hydrophila) 维 隆 气 单 胞 菌 温 和 生 物 型 (A.veronii biovar sobrid) 和 豚 鼠 气 单 胞 菌 (A.caviac) 三 种 为 主 要 致 病 的 菌 种 可 引 起 人 类 胃 肠 炎 食 物 中 毒 败 血 症 及 创 伤 感 染 等 气 单 胞 菌 为 水 中 常 居 菌, 进 食 细 菌 污 染 的 水 和 食 物 等 而 发 生 感 染 能 致 腹 泻 的 气 单 胞 菌 可 产 生 肠 毒 素, 此 肠 毒 素 不 耐 热, 加 热 60 30min 即 可 失 去 活 性 肠 毒 素 分 为 细 胞 溶 解 性 细 胞 毒 性 和 细 胞 兴 奋 性 三 种, 前 两 种 能 溶 解 兔 红 细 胞, 后 者 可 用 中 国 地 鼠 卵 巢 (CHO) 细 胞 毒 性 试 验 检 出 受 毒 素 作 用 的 CHO 细 胞 由 圆 变 长 用 霍 乱 毒 素 (CT) 的 基 因 探 针 验 证, 细 胞 溶 解 性 和 细 胞 兴 奋 性 肠 毒 素 的 基 因 都 与 CT 有 同 源 性 根 据 不 同 疾 病 分 别 采 取 粪 便 或 肛 拭 血 液 脓 汁 脑 脊 液 尿 液 等 标 本 进 行 微 生 物 学 检 查 用 血 平 板 和 选 择 性 培 养 基 同 时 进 行 分 离 培 养, 对 分 离 菌 落 作 氧 化 酶 吲 哚 试 验 等 进 行 鉴 定, 并 注 意 与 弧 菌 属 和 邻 单 胞 菌 的 鉴 别, 必 要 时 用 分 子 生 物 学 技 术 对 气 单 胞 菌 的 基 因 进 行 鉴 定 第 八 节 李 斯 特 菌 属 李 斯 特 菌 属 (Listeria) 中 仅 产 单 核 细 胞 李 氏 菌 (L. monocytogenes) 对 人 类 致 病, 引 起 李 斯 特 菌 病, 主 要 表 现 为 脑 膜 炎 和 败 血 症 等 近 期 曾 有 食 用 李 斯 特 菌 污 染 的 熟 肉 制 品 等 食 物 而 致 肠 道 感 染 的 报 告 单 核 细 胞 李 氏 菌 的 形 态 为 球 杆 状, 常 成 双 排 列 革 兰 阳 性 有 鞭 毛, 无 芽 孢, 可 产 生 荚 膜 营 养 要 求 不 高, 在 室 温 中 动 力 活 泼, 但 在 37 时 动 力 缓 慢, 此 特 征 可 作 为 初 步 判 定 能 发 酵 多 种 糖 类 与 多 种 革 兰 阳 性 菌 有 共 同 抗 原, 故 血 清 学 诊 断 无 意 义 产 单 核 李 氏 菌 广 泛 分 布 于 自 然 界, 在 健 康 人 群 中 的 携 带 率 为 1%-5% 在 人 群 中 致 病 多 见 于 如 新 生 儿 高 龄 孕 妇 和 免 疫 功 能 低 下 者 其 致 病 物 质 为 李 斯 特 溶 素 O(Listeriolysin O), 与 链 球 菌 溶 素 O 和 肺 炎 链 球 菌 溶 素 (pneumolysin) 的 基 因 具 有 同 源 性 此 溶 血 素 需 细 菌 被 吞 噬 后 在 细 胞 内 生 长 时 释 放, 这 与 细 菌 能 在 巨 噬 细 胞 和 上 皮 细 胞 内 生 长 及 在 细 胞 间 的 传 播 有 关 194

195 本 菌 所 致 新 生 儿 疾 患 有 早 发 和 晚 发 两 型 早 发 型 为 宫 内 感 染, 常 致 婴 儿 败 血 症, 病 死 率 极 高 晚 发 型 在 出 生 后 2-3 周 引 起 脑 膜 炎 脑 膜 脑 炎 和 败 血 症 等 本 菌 致 成 人 感 染 主 要 是 引 起 脑 膜 炎 和 败 血 症 等 微 生 物 学 检 查 可 取 血 液 脑 脊 液 进 行 检 查, 也 可 采 集 宫 颈 阴 道 鼻 咽 部 分 泌 物, 新 生 儿 脐 带 残 端 羊 水 等, 引 起 肠 道 感 染 者 可 取 可 疑 食 物 粪 便 和 血 液 等 根 据 细 菌 形 态 学 培 养 特 性 及 生 化 反 应 作 出 诊 断 治 疗 可 用 青 霉 素 氨 苄 青 霉 素 庆 大 霉 素, 红 霉 素 等 对 青 霉 素 过 敏 的 可 用 红 霉 素 和 其 他 广 谱 抗 生 素 ( 张 卓 然 ) 第 17 章 支 原 体 支 原 体 (mycoplasma) 是 一 类 没 有 细 胞 壁 的 原 核 细 胞 型 微 生 物 细 胞 膜 含 固 醇, 能 通 过 0.45µm 滤 菌 器 ; 但 呈 二 分 裂 繁 殖, 含 DNA 与 RNA 支 原 体 是 目 前 所 知 能 在 无 生 命 培 养 基 中 繁 殖 的 最 小 微 生 物 过 去 曾 称 为 类 胸 膜 肺 炎 微 生 物 (pleuropneumonia-like organism, PPLO), 由 于 它 们 能 形 成 有 分 枝 的 长 丝, 故 称 之 为 支 原 体 第 一 节 概 述 支 原 体 因 其 没 有 细 胞 壁 故 归 属 于 柔 膜 体 纲 (Mollicute) 的 支 原 体 目 (Mycoplasmatales) 下 分 3 个 科 :1 支 原 体 科 (Mycoplasmataceae); 2 无 胆 甾 原 体 科 (Acholeplasma-taceae), 生 长 时 不 需 要 外 源 性 胆 固 醇 ; 3 螺 原 体 科 (Spiroplasmataceae), 生 长 至 一 定 阶 段 呈 螺 形 在 支 原 体 科 中 又 分 支 原 体 (Mycoplasma) 和 脲 原 体 (Ureaplama) 2 个 属 支 原 体 属 现 知 有 64 个 种, 而 脲 原 体 属 仅 2 个 种 其 中 对 人 致 病 的 主 要 为 肺 炎 支 原 体 (M.pneumoniae) 人 型 支 原 体 (M.hominis) 生 殖 器 支 原 体 (M.genitalium) 穿 透 支 原 体 (M.penetraus) 和 溶 脲 脲 原 体 (U.urealyticum) 一 生 物 学 性 状 形 态 与 结 构 支 原 体 是 原 核 细 胞 生 物 中 最 小 的, 大 小 一 般 在 0.2~0.3µm, 很 少 超 过 1.0µm 最 外 层 是 细 胞 膜, 由 蛋 白 质 与 脂 质 组 成 的 三 层 结 构 内 外 二 层 主 要 是 蛋 白 质, 中 间 层 为 脂 质 在 脂 质 中 固 醇 约 占 36% 凡 能 作 用 于 固 醇 的 物 质, 如 二 性 霉 素 B 皂 素 毛 地 黄 苷 等 能 引 起 支 原 体 细 胞 膜 的 破 坏 而 死 亡 有 的 支 原 体 在 细 胞 膜 外 还 有 一 层 由 多 聚 糖 构 成 的 荚 膜, 有 毒 性, 是 支 原 体 的 一 种 致 病 因 素 支 原 体 以 二 分 裂 繁 殖 为 主, 也 见 出 芽 分 枝 或 由 球 体 延 伸 成 长 丝, 然 后 分 节 段 成 为 许 多 球 状 或 短 杆 状 的 颗 粒 ( 图 17-1) 图 17-1 有 的 支 原 体 有 一 种 特 殊 的 顶 端 结 构, 能 使 支 原 体 粘 附 在 宿 主 上 皮 细 胞 表 面 这 与 支 原 体 在 粘 膜 上 的 定 植 和 致 病 有 关 有 些 支 原 体 能 运 动, 在 支 原 体 内 有 许 多 微 丝 组 织 成 网, 和 运 动 有 关 在 前 进 方 向 微 丝 成 束, 向 前 突 出 也 有 认 为 顶 端 结 构 在 表 面 上 呈 交 替 粘 附 和 释 放, 造 成 支 原 体 在 表 面 滑 动 支 原 体 无 细 胞 壁, 具 有 可 塑 性, 能 通 过 0.45µm 滤 膜 195

196 支 原 体 和 其 他 原 核 生 物 一 样, 基 因 组 是 一 个 环 状 双 链 DNA 分 子 量 较 小, 只 有 大 肠 埃 希 菌 的 1/5, 故 其 合 成 和 代 谢 很 有 限 支 原 体 用 普 通 染 色 不 易 着 色, 用 Giemsa 法 染 色 着 色 很 浅 革 兰 染 色 阴 性 培 养 特 性 支 原 体 的 营 养 要 求 比 一 般 细 菌 高 除 无 胆 甾 原 体 外, 培 养 基 中 必 须 加 入 10%~20% 人 或 动 物 血 清 血 清 主 要 用 于 提 供 固 醇 和 其 他 长 链 脂 肪 酸, 不 但 是 细 胞 膜 合 成 需 要, 且 具 稳 定 细 胞 膜 的 作 用 支 原 体 一 般 在 ph7.8~8.0 间 生 长, 低 于 7.0 则 死 亡 但 溶 脲 脲 原 体 最 适 的 ph 为 6.0~6.5, 因 在 培 养 时 溶 脲 脲 原 体 分 解 尿 素 产 氨, 可 使 培 养 基 ph 升 高 当 培 养 基 指 示 剂 变 色 即 需 移 种, 否 则 将 迅 速 死 亡 支 原 体 一 般 为 兼 性 厌 氧, 仅 个 别 菌 株 专 性 厌 氧 支 原 体 生 长 缓 慢, 在 含 1.4% 琼 脂 的 固 体 培 养 基 上 孵 育 2~3d( 有 的 需 要 2 周 ) 后 出 现 菌 落 典 型 的 菌 落 呈 荷 包 蛋 样, 核 心 较 厚, 向 下 长 入 培 养 基, 周 边 为 一 层 薄 薄 的 透 明 颗 粒 区 ( 图 17-2) 有 的 整 个 菌 落 呈 颗 粒 状 肺 炎 支 原 体 的 菌 落 较 大, 直 径 100~150µm 溶 脲 脲 原 体 的 菌 落 最 小, 仅 10~40µm, 故 曾 称 T 株 (tiny strain) 支 原 体 的 菌 落 小, 宜 在 低 倍 镜 下 观 察 图 17-2 在 液 体 培 养 基 中 支 原 体 的 生 长 量 较 少, 且 个 体 小, 一 般 不 易 见 到 混 浊, 只 有 小 颗 粒 沉 于 管 底 溶 脲 脲 原 体 在 生 长 量 最 大 时 每 ml 不 超 过 10 6 ~10 7 个 菌 落 形 成 单 位 (CFU), 故 液 体 清 亮 支 原 体 在 固 体 和 液 体 培 养 基 中 生 长 达 高 峰 后, 若 继 续 培 养, 则 很 快 死 亡 在 低 温 下 可 延 长 存 活 时 间 支 原 体 是 污 染 细 胞 培 养 的 一 个 重 要 因 素, 支 原 体 在 细 胞 培 养 中 不 一 定 都 引 起 细 胞 病 变, 但 可 影 响 这 些 细 胞 用 于 病 毒 培 养 生 化 反 应 支 原 体 可 根 据 是 否 能 利 用 葡 萄 糖 水 解 精 氨 酸 和 尿 素 来 进 行 鉴 别 表 17-1 人 类 主 要 支 原 体 生 物 学 性 状 支 原 体 葡 萄 糖 精 氨 酸 尿 素 吸 附 细 胞 致 病 性 肺 炎 支 原 体 + 红 细 胞 肺 炎 支 气 管 炎 人 型 支 原 体 + 泌 尿 生 殖 道 感 染 生 殖 器 支 原 体 + 泌 尿 生 殖 道 感 染 穿 透 支 原 体 + + 红 细 胞 多 见 于 艾 滋 病 CD4 + T 细 胞 巨 噬 细 胞 溶 脲 脲 原 体 + 泌 尿 生 殖 道 感 染 抗 原 结 构 支 原 体 细 胞 膜 上 的 抗 原 结 构 由 蛋 白 质 和 糖 脂 组 成 各 种 支 原 体 均 有 其 特 有 的 抗 原 结 构, 交 叉 较 少, 在 鉴 定 支 原 体 时 有 重 要 意 义 补 体 结 合 试 验 取 决 于 抗 原 的 糖 脂 部 分, ELISA 试 验 取 决 于 抗 原 的 蛋 白 质 部 分 支 原 体 的 血 清 抗 体 可 用 作 生 长 抑 制 试 验 (growth inhibition test,git) 和 代 谢 抑 制 试 验 (metabolic inhibiton test,mit), 特 异 性 与 敏 感 性 均 高 GIT 试 验 的 操 作 步 骤 与 药 敏 试 验 的 纸 片 法 相 似, 将 沾 有 特 异 性 抗 血 清 纸 片 贴 于 划 有 支 原 体 的 琼 脂 平 板 表 面, 若 两 者 相 应 则 纸 片 周 围 生 长 的 菌 落 受 到 抑 制 MIT 试 验 是 将 支 原 体 接 种 在 一 个 含 有 抗 血 清 与 酚 红 的 葡 萄 糖 培 养 基 中, 若 抗 体 与 支 原 体 相 应, 则 支 原 体 的 生 成 代 谢 受 到 抑 制, 酚 红 不 变 颜 色 应 用 这 二 种 方 法 还 可 将 某 些 支 原 体 分 成 若 干 血 清 型, 如 溶 脲 脲 原 体 可 分 为 16 型 抵 抗 力 支 原 体 因 无 细 胞 壁 对 理 化 因 素 的 影 响 比 细 菌 敏 感, 容 易 被 消 毒 剂 灭 活, 但 196

197 对 醋 酸 铊 结 晶 紫 的 抵 抗 力 大 于 细 菌 在 分 离 培 养 时, 培 养 基 中 加 入 一 定 量 醋 酸 铊 可 除 去 杂 菌 生 长 脲 原 体 例 外, 对 醋 酸 铊 敏 感 ; 但 因 其 培 养 基 在 ph6.0 左 右, 亦 能 抑 制 许 多 杂 菌 生 长 抑 制 真 菌 可 加 1µg/ml 两 性 霉 素 B 支 原 体 对 干 扰 细 胞 壁 合 成 的 抗 生 素 耐 药, 但 对 干 扰 蛋 白 质 合 成 的 抗 生 素 如 强 力 霉 素 氯 霉 素 红 霉 素 螺 旋 霉 素 链 霉 素 等 敏 感 近 年 来 国 内 应 用 强 力 霉 素 较 普 遍 1999 年 有 报 道 1/5 的 溶 脲 脲 原 体 与 1/4 人 型 支 原 体 对 强 力 霉 素 已 产 生 耐 药 耐 药 株 对 环 丙 沙 星 和 氧 氟 沙 星 仍 敏 感 二 种 支 原 体 对 交 沙 霉 素 均 高 度 敏 感 由 于 它 们 大 多 携 带 耐 四 环 素 基 因 tetm, 故 大 多 对 四 环 素 耐 药 二 致 病 性 与 免 疫 性 致 病 性 支 原 体 广 泛 存 在 于 人 动 物 体, 大 多 不 致 病 对 人 致 病 的 主 要 有 肺 炎 支 原 体, 可 引 起 原 发 性 非 典 型 肺 炎 溶 脲 脲 原 体 人 型 支 原 体 和 生 殖 器 支 原 体 在 一 定 条 件 下 也 能 引 起 泌 尿 生 殖 系 统 感 染 和 不 育 症 肺 炎 支 原 体 生 殖 器 支 原 体 及 穿 透 支 原 体 以 其 顶 端 结 构 能 与 宿 主 细 胞 上 受 体 结 合 而 粘 附 于 细 胞 上 除 穿 透 支 原 体 外, 一 般 为 表 面 感 染, 大 多 不 侵 入 血 液 其 致 病 性 可 通 过 不 同 机 制 引 起 细 胞 损 伤 :➀ 从 细 胞 膜 获 得 脂 质 和 固 醇 作 为 养 料 ; ➁ 产 生 有 毒 的 代 谢 产 物, 如 神 经 毒 素 ( 外 毒 素 ) 或 产 生 过 氧 化 氢 和 超 氧 离 子 溶 脲 脲 原 体 有 尿 素 酶 可 水 解 尿 素 放 出 大 量 氨, 对 细 胞 有 毒 害, 且 可 促 使 结 石 形 成 溶 脲 脲 原 体 有 粘 附 精 子 作 用, 影 响 精 子 动 力 ; 且 与 人 精 子 膜 有 共 同 抗 原, 可 因 免 疫 损 伤 而 致 不 育 穿 透 支 原 体 能 粘 附 并 侵 入 CD4 + T 淋 巴 细 胞 引 起 免 疫 损 伤 免 疫 性 在 小 鼠 体 内 腹 腔 巨 噬 细 胞 可 以 杀 灭 支 原 体,IgG1 和 IgG2 抗 体 有 调 理 作 用 可 加 强 巨 噬 细 胞 对 支 原 体 的 杀 伤 作 用 粘 膜 产 生 的 SIgA 具 有 保 护 作 用 肺 炎 支 原 体 可 作 为 超 抗 原, 吸 引 炎 症 细 胞 浸 润, 同 时 释 放 细 胞 因 子 开 始 为 TNF-α 和 IL-1, 随 后 为 IL-6 这 些 因 子 可 进 一 步 清 除 病 原 体 细 胞 免 疫 缺 陷 的 小 鼠 对 支 原 体 易 感, 可 引 起 弥 散 型 感 染 穿 透 支 原 体 可 粘 附 入 侵 人 类 红 细 胞 CD4 + T 细 胞 与 单 核 吞 噬 细 胞, 损 伤 红 细 胞 及 破 坏 细 胞 免 疫, 诱 发 严 重 感 染 与 加 重 艾 滋 病 三 与 细 菌 L 型 的 区 别 细 菌 在 一 些 影 响 细 胞 壁 合 成 的 抗 生 素 溶 菌 酶 抗 体 和 补 体 的 作 用 下 可 变 成 细 胞 壁 缺 陷 的 L 型 L 型 因 缺 乏 细 胞 壁, 其 致 病 性 与 无 细 胞 壁 的 支 原 体 和 病 毒 相 似, 主 要 引 起 间 质 性 炎 症 动 物 实 验 和 临 床 呼 吸 道 L 型 感 染 或 败 血 症 患 者 常 出 现 间 质 性 肺 炎, 与 支 原 体 肺 炎 相 似 支 原 体 和 L 型 都 能 引 起 泌 尿 生 殖 道 感 染 现 已 证 明 溶 脲 脲 原 体 和 细 菌 L 型 均 能 吸 附 精 子, 与 不 育 有 关 细 胞 培 养 时 常 加 青 霉 素 抑 制 杂 菌 的 污 染, 但 支 原 体 仍 能 生 长, 并 有 诱 导 污 染 细 菌 变 为 L 型 的 可 能 而 支 原 体 与 L 型 的 生 物 学 特 性 极 为 相 似, 如 变 为 多 形 性 能 通 过 滤 菌 器 在 固 体 培 养 基 上 菌 落 呈 荷 包 蛋 样 或 颗 粒 状, 故 在 进 行 支 原 体 的 分 离 鉴 定 时 应 当 注 意 两 者 的 主 要 区 别 在 于 L 型 在 脱 离 诱 导 因 素 后 常 可 回 复 为 原 来 的 细 菌 型, 而 支 原 体 则 是 一 种 独 立 的 微 生 物, 在 遗 传 上 与 细 菌 无 关 表 17-2 支 原 体 与 细 菌 L 型 的 区 别 支 原 体 L 型 1. 在 遗 传 上 与 细 菌 无 关 1. 与 原 菌 相 关, 常 可 以 回 复 2. 细 胞 膜 含 高 浓 度 固 醇 2. 细 胞 膜 不 含 固 醇 3. 在 一 般 培 养 基 中 稳 定 3. 大 多 需 高 渗 培 养 4. 生 长 慢, 菌 落 小, 直 径 0.1~0.3mm 4. 菌 落 稍 大, 直 径 0.5~1.0mm 5. 液 体 培 养 混 浊 度 极 低 5. 液 体 培 养 有 一 定 混 浊 度, 可 粘 附 于 管 壁 或 管 底 197

198 第 二 节 主 要 致 病 性 支 原 体 一 肺 炎 支 原 体 从 正 常 人 和 动 物 呼 吸 道 粘 膜 上 可 分 离 出 多 种 支 原 体, 其 中 肯 定 能 引 起 人 类 肺 炎 的 只 有 肺 炎 支 原 体 一 种, 引 起 的 肺 炎 占 非 细 菌 性 肺 炎 的 1/2 左 右 支 原 体 肺 炎 的 病 理 变 化 以 间 质 性 肺 炎 为 主, 又 称 原 发 性 非 典 型 肺 炎 (primary atypical pneumonia) 肺 炎 支 原 体 感 染 后 症 状 较 轻, 仅 有 发 热 咳 嗽 等 呼 吸 道 症 状 近 年 来 经 PCR 技 术 证 明 有 些 喘 息 性 哮 喘 支 气 管 炎 与 之 有 关 有 时 见 有 呼 吸 道 以 外 的 并 发 症, 如 心 血 管 症 状 神 经 症 状 和 皮 疹 这 可 能 与 免 疫 复 合 物 的 形 成 和 自 身 抗 体 的 出 现 有 关 支 原 体 肺 炎 主 要 经 飞 沫 感 染 大 多 发 生 于 夏 末 秋 初, 但 一 年 中 任 何 时 间 都 可 发 生 发 病 率 以 5~15 岁 的 青 少 年 最 多 肺 炎 支 原 体 的 诊 断 方 法 靠 分 离 培 养 和 血 清 学 检 查 肺 炎 支 原 体 生 长 缓 慢, 早 期 诊 断 有 赖 于 寻 找 抗 原 1. 分 离 培 养 取 可 疑 患 者 的 痰 或 咽 拭 接 种 在 含 有 血 清 和 酵 母 浸 膏 的 培 养 基 中, 用 青 霉 素 醋 酸 铊 抑 制 杂 菌 生 长 初 分 离 时 生 长 缓 慢, 需 要 观 察 较 长 时 间 长 出 的 菌 落 没 有 明 显 周 边 多 次 传 代 后 生 长 加 快, 菌 落 成 典 型 荷 包 蛋 样 分 离 的 支 原 体 可 经 形 态 血 细 胞 吸 附 生 化 反 应 以 及 特 异 性 抗 血 清 作 生 长 抑 制 试 验 (GIT) 进 行 鉴 定 培 养 阳 性 率 差, 血 清 学 诊 断 阳 性 者 培 养 仅 64% 阳 性 2. 血 清 学 检 查 临 床 上 常 用 冷 凝 集 试 验, 但 仅 50% 左 右 患 者 出 现 阳 性 此 反 应 为 非 特 异 性, 呼 吸 道 合 胞 病 毒 感 染 腮 腺 炎 流 感 等 也 可 出 现 冷 凝 集 素 效 价 的 升 高 补 体 结 合 试 验 和 间 接 血 凝 等 抗 体 测 定 方 法 仅 在 初 次 感 染 时 出 现 阳 性, 再 感 染 时 则 不 出 现, 原 因 是 该 试 验 主 要 检 测 的 是 IgM 抗 体, 再 感 染 时 IgM 不 升 高 临 床 诊 断 目 前 倾 向 于 早 期 寻 找 抗 原 方 法 有 :1 应 用 单 克 隆 抗 体 通 过 ELISA 试 验 从 患 者 痰 鼻 洗 液 或 支 气 管 洗 液 中 检 测 肺 炎 支 原 体 分 子 量 43kDa 多 肽 或 190kDa 的 P1 蛋 白 ; 2 以 特 异 性 引 物 通 过 PCR 技 术 从 患 者 痰 中 检 测 肺 炎 支 原 体 DNA, 并 可 验 证 治 疗 效 果 有 报 道 经 红 霉 素 氯 霉 素 或 螺 旋 霉 素 治 疗 2~3 周 后, 患 者 PCR 全 部 转 阴 肺 炎 支 原 体 灭 活 或 减 毒 活 疫 苗 的 应 用 效 果 尚 不 理 想 二 泌 尿 生 殖 道 感 染 支 原 体 引 起 泌 尿 生 殖 道 感 染 的 支 原 体 主 要 有 溶 脲 脲 原 体 人 型 支 原 体 和 生 殖 器 支 原 体 这 部 分 支 原 体 在 人 体 的 定 植 可 有 二 次 上 升 趋 势 在 分 娩 时 由 母 体 产 道 感 染 新 生 儿, 以 后 迅 速 减 少 ; 但 在 成 长 后 从 性 生 活 开 始 又 渐 增 多 现 已 被 列 为 性 传 播 性 疾 病 的 病 原 体 我 国 于 1986 年 首 次 分 离 出 溶 脲 脲 原 体,90 年 代 开 始 受 到 广 泛 重 视 在 非 淋 菌 性 尿 道 炎 (NGU) 中, 除 衣 原 体 外 溶 脲 脲 原 体 是 一 种 很 重 要 的 病 原 体 1998 年 有 报 道 3 年 中 2197 例 性 病 专 科 初 诊 为 淋 病 或 非 淋 菌 性 尿 道 炎, 培 养 结 果 淋 球 菌 占 21.4% 衣 原 体 35.9% 溶 脲 脲 原 体 31.4% 同 年 有 报 道 性 病 201 例 中 溶 脲 脲 原 体 占 24.9%, 人 型 支 原 体 占 2.0%, 溶 脲 脲 原 体 和 衣 原 体 混 合 感 染 65.2% 淋 病 患 者 中 溶 脲 脲 原 体 检 出 率 比 非 淋 菌 性 尿 道 炎 的 溶 脲 脲 原 体 高 2 倍 多, 可 能 因 淋 病 奈 瑟 菌 损 伤 泌 尿 生 殖 道 粘 膜 有 利 于 溶 脲 脲 原 体 的 粘 附, 也 是 淋 病 治 愈 后 有 些 人 仍 有 症 状 遗 留 的 原 因 生 殖 器 支 原 体 与 非 淋 菌 性 尿 道 炎 有 关 有 人 用 PCR 技 术 检 测 非 淋 菌 性 尿 道 炎, 衣 原 体 阳 者 尿 中 生 殖 器 支 原 体 28% 阳 性, 而 衣 原 体 阴 性 者 尿 中 生 殖 器 支 原 体 仅 7% 正 常 人 泌 尿 生 殖 道 可 有 支 原 体 存 在, 但 与 患 者 比 均 有 显 著 差 异 生 殖 道 的 支 原 体 感 染 对 自 然 流 产 出 生 缺 陷 死 胎 和 不 孕 ( 育 ) 均 有 关 系 如 自 然 流 产 1~8 次 的 妇 女 宫 颈 分 泌 物 或 流 产 组 织 中 溶 脲 脲 原 体 阳 性 率 68%, 其 中 流 产 4 次 以 上 者 高 达 80%, 而 对 照 组 织 仅 10.5% 又 如 不 孕 者 69 例 溶 脲 脲 原 体 检 出 率 55.0%, 而 对 照 30 例 检 出 率 26.6%. 198

199 溶 脲 脲 原 体 可 引 起 不 孕, 国 内 资 料 证 明 原 因 可 能 是 多 方 面 的 : 吸 附 于 精 子 表 面, 阻 碍 精 子 的 运 动 ; 产 生 神 经 氨 酸 样 物 质 干 扰 精 子 和 卵 子 的 结 合 ; 与 精 子 有 共 同 抗 原 成 分, 对 精 子 可 造 成 免 疫 损 伤 国 内 报 道 2181 例 不 育 ( 孕 ) 男 女 溶 脲 脲 原 体 检 出 率 明 显 高 于 正 常 生 育 对 照 组 ; 经 强 力 霉 素 为 主 的 治 疗 后,83.7% 转 阴, 其 中 恢 复 妊 娠 者 占 38.7% 溶 脲 脲 原 体 的 分 离 可 用 加 尿 素 和 酚 红 的 含 血 清 支 原 体 肉 汤 肉 汤 内 可 加 青 霉 素 抑 制 杂 菌 生 长 溶 脲 脲 原 体 具 有 尿 素 酶, 可 分 解 尿 素 产 氨, 使 酚 红 变 红, 但 培 养 液 澄 清, 表 示 阳 性 在 固 体 培 养 基 上 用 低 倍 镜 观 察, 可 见 有 微 小 的 荷 包 蛋 样 或 颗 粒 样 菌 落 生 长 免 疫 斑 点 试 验 (IDT) 是 将 待 检 材 料 滴 加 于 硝 酸 纤 维 滤 膜 上, 干 燥 后 加 免 疫 血 清 若 两 者 特 异 性 相 应 就 不 能 被 洗 去, 可 用 酶 标 SPA 显 色, 表 示 阳 性 反 应 此 法 可 用 于 检 测 溶 脲 脲 原 体 抗 原 或 鉴 定 培 养 物 此 外 尚 可 应 用 PCR 技 术, 通 过 对 特 异 性 引 物 扩 增 尿 素 酶 基 因 等 来 检 测 溶 脲 脲 原 体 三 穿 透 支 原 体 穿 透 支 原 体 是 1990 年 首 次 从 1 例 HIV 阳 性 艾 滋 病 患 者 尿 中 分 离 出 的 一 种 新 支 原 体, 形 态 为 杆 状 或 长 烧 瓶 状 大 小 0.2~0.4 µm x 0.8~ 2.0 µm 一 端 为 尖 形 结 构 和 肺 炎 支 原 体 相 似, 具 有 粘 附 穿 入 细 胞 的 作 用 穿 透 支 原 体 生 长 较 慢, 培 养 基 中 需 加 血 清, 菌 落 呈 荷 包 蛋 样, 生 化 反 应 有 别 于 其 他 支 原 体 ( 表 17-1) 抗 原 和 其 他 支 原 体 不 同 对 红 霉 素 四 环 素 林 可 霉 素 敏 感 穿 透 支 原 体 的 致 病 性 与 其 尖 形 结 构 有 关, 具 粘 附 和 穿 入 作 用, 引 起 细 胞 损 伤 感 染 穿 透 支 原 体 2h 后, 即 能 粘 附 穿 入 人 或 动 物 的 红 细 胞 淋 巴 细 胞 和 单 核 吞 噬 细 胞 12h 后 支 原 体 在 细 胞 质 中 大 量 复 制, 导 致 宿 主 细 胞 受 损 和 死 亡 有 人 研 究 表 明 穿 透 支 原 体 对 HIV 感 染 者 T 细 胞 的 作 用, 可 能 促 进 HIV 的 复 制 和 病 程 的 发 展 它 对 诱 导 TNF-α 的 表 达 可 能 也 是 造 成 细 胞 损 伤 的 主 要 因 素 有 人 通 过 ELISA 和 免 疫 印 迹 进 行 检 测 发 现,HIV 阳 性 艾 滋 病 患 者 234 例, 穿 透 支 原 体 阳 性 的 检 出 率 为 41.5%, 而 HIV 阳 性 无 艾 滋 病 症 状 者 118 例, 该 支 原 体 检 出 率 仅 20.3%; 其 他 性 传 播 性 疾 病 患 者 336 人 此 支 原 体 阳 性 率 仅 0.8%, 而 健 康 HIV 阴 性 者 384 人 阳 性 率 仅 0.3% 因 而 提 出 穿 透 支 原 体 感 染 是 艾 滋 病 的 辅 助 致 病 因 素 ( 林 特 夫 ) 第 18 章 立 克 次 体 立 克 次 体 (rickettsia) 是 一 类 严 格 细 胞 内 寄 生 的 原 核 细 胞 型 微 生 物, 其 生 物 学 性 状 如 形 态 结 构 化 学 组 成 及 代 谢 方 式 等 方 面 与 细 菌 类 似 立 克 次 体 是 引 起 斑 疹 伤 寒 恙 虫 病 Q 热 等 传 染 病 的 病 原 体, 首 先 由 美 国 青 年 医 师 Howard Taylor Ricketts 发 现, 为 纪 念 他 在 研 究 斑 疹 伤 寒 时 不 幸 感 染 而 献 身, 故 以 他 的 名 字 命 名 我 国 学 者 魏 曦 (1903~1989) 在 立 克 次 体 的 分 离 培 养 和 鉴 定 方 面, 也 曾 作 出 了 重 要 的 贡 献 立 克 次 体 的 共 同 特 点 是 : 1. 专 性 在 细 胞 内 寄 生, 以 二 分 裂 方 式 繁 殖 2. 有 DNA 和 RNA 两 类 核 酸 3. 有 多 种 形 态, 主 要 为 球 杆 状, 革 兰 染 色 阴 性, 大 小 介 于 细 菌 和 病 毒 之 间 4. 与 节 肢 动 物 关 系 密 切, 寄 生 在 吸 血 节 肢 动 物 体 内, 使 其 成 为 寄 生 宿 主, 或 为 储 存 宿 主, 或 同 时 为 传 播 媒 介 5. 大 多 是 人 兽 共 患 病 的 病 原 体 6. 对 多 种 抗 生 素 敏 感 199

200 立 克 次 体 目 中 对 人 类 致 病 的 有 五 个 属, 包 括 立 克 次 体 属 (Rickettsia) 柯 克 斯 体 属 (Coxiella) 东 方 体 属 (Orientia) 埃 立 克 体 属 (Ehrlichia) 和 巴 通 体 属 (Bartonella) 其 中 立 克 次 体 属 又 分 成 二 个 生 物 型 : 斑 疹 伤 寒 群 和 斑 点 热 群 原 有 的 恙 虫 病 群 已 另 立 为 东 方 体 属, 罗 沙 利 马 体 也 并 入 到 巴 通 体 属 近 年 来, 随 着 立 克 次 体 分 子 生 物 学 研 究 的 迅 速 发 展 ( 如 16 S rrna 序 列 分 析, 全 DNA 或 基 因 片 段 分 析 等 ), 原 有 的 立 克 次 体 分 类 已 不 能 准 确 反 映 立 克 次 体 目 科 和 各 种 属 的 面 貌, 代 之 而 起 的 是 根 据 基 因 组 对 立 克 次 体 进 行 新 的 分 类, 其 分 类 位 置 正 处 于 不 断 变 化 中 根 据 对 16 S rrna 序 列 分 析 结 果, 立 克 次 体 可 分 为 两 个 亚 群 :α 亚 群 包 括 立 克 次 体 埃 立 克 体 巴 通 体 埃 菲 比 体 (Afibia) 和 考 德 里 体 (Cowdria);γ 亚 群 包 括 贝 纳 柯 克 斯 体 (Coxiella burnetii) 和 活 巴 哈 体 (Wolbachia persica) 还 有 许 多 新 的 种 属 被 陆 续 发 现, 如 日 本 立 克 次 体 (R. Japonica) 查 菲 埃 立 克 体 (E. chaffeensis) 等 立 克 次 体 病 多 数 是 自 然 疫 源 性 疾 病, 呈 世 界 性 或 地 方 性 流 行, 人 类 多 因 节 肢 动 物 吸 血 时 而 受 到 感 染 我 国 发 现 的 立 克 次 体 病 主 要 有 斑 疹 伤 寒 Q 热 和 恙 虫 病 等 ( 表 18-1) 200

201 表 18-1 立 克 次 体 分 类 及 其 致 病 的 流 行 病 学 特 点 属 群 种 所 致 疾 病 媒 介 昆 虫 贮 存 宿 主 立 克 次 体 属 斑 疹 伤 寒 群 普 氏 立 克 次 体 (P. prowazekii) 流 行 性 斑 疹 伤 寒 人 虱 人 斑 疹 伤 寒 立 克 次 体 (R. typhi) 地 方 性 斑 疹 伤 寒 鼠 蚤 鼠 加 拿 大 立 克 次 体 (R. canada) 加 拿 大 斑 疹 伤 寒 蜱 兔 斑 点 热 群 立 氏 立 克 次 体 (R. rickettsii) 洛 矶 山 斑 点 热 蜱 狗 野 鼠 等 西 伯 利 亚 立 克 次 体 (R. sibirica) 北 亚 蜱 传 斑 疹 伤 寒 蜱 野 兽 鸟 康 氏 立 克 次 体 (R. conarii) 钮 扣 热 蜱 小 野 生 动 物 澳 大 利 亚 立 克 次 体 (R. australis) 昆 士 兰 热 蜱 有 袋 动 物 野 鼠 小 蛛 立 克 次 体 (R.akari) 立 克 次 体 痘 革 蜱 家 鼠 柯 克 斯 体 属 贝 纳 柯 克 斯 体 (C. burnetii) Q 热 蜱 野 生 小 动 物 牛 羊 东 方 体 属 恙 虫 病 群 恙 虫 病 立 克 次 体 (R.tsutsugamushi) 恙 虫 病 恙 螨 野 鼠 埃 立 克 体 属 犬 埃 立 克 体 群 查 菲 埃 立 克 体 (E.chaffeensis) 人 单 核 细 胞 埃 立 克 体 病 蜱 啮 齿 类 腺 热 埃 立 克 体 群 腺 热 埃 立 克 体 (E.sennetsu) 腺 热 埃 立 克 体 病 蜱 啮 齿 类 嗜 吞 噬 细 胞 埃 立 克 体 群 人 粒 细 胞 埃 立 克 体 (HGE) 人 粒 细 胞 埃 立 克 体 病 蜱 人 马 狗 巴 通 体 属 五 日 热 巴 通 体 (B.quintuna) 战 壕 热 杆 菌 性 血 管 瘤 人 虱 人 汉 赛 巴 通 体 (B. henselae) 猫 抓 病 杆 菌 性 血 管 瘤 猫 狗 杆 菌 样 巴 通 体 (B.bacilliformis) Oroya 热 秘 鲁 疣 白 蛉 人 伊 丽 莎 白 巴 通 体 (B.elizabethae) 心 内 膜 炎 等 不 明 不 明 201

202 第 一 节 概 述 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 多 形 态 性, 球 杆 状 或 杆 状, 大 小 为 0.3~ ~2.0µm( 图 18-1) 柯 克 斯 体 更 小, 仅 µm, 多 形 性 更 明 显 革 兰 染 色 阴 性, 但 着 色 不 明 显, 常 用 Gimenza 或 Giemsa 法 染 色, 前 者 立 克 次 体 被 染 成 红 色, 染 色 效 果 好, 后 者 染 成 紫 色 或 蓝 色 原 有 的 Macchiavello 法 已 被 Gimenza 法 所 取 代 图 18-1 结 构 与 组 成 立 克 次 体 具 有 细 胞 壁 和 细 胞 膜, 其 结 构 与 革 兰 阴 性 菌 相 似 细 胞 壁 最 外 表 是 由 多 糖 组 成 的 粘 液 层, 在 粘 液 层 和 细 胞 壁 之 间 有 脂 多 糖 或 多 糖 组 成 的 微 荚 膜 上 述 表 层 结 构 与 立 克 次 体 粘 附 宿 主 细 胞 及 抗 吞 噬 有 关 除 恙 虫 病 立 克 次 体 外, 细 胞 壁 中 有 肽 聚 糖 和 脂 多 糖 细 胞 壁 包 括 外 膜 肽 聚 糖 和 蛋 白 脂 类 多 糖, 其 脂 类 含 量 比 一 般 细 菌 更 高 立 克 次 体 细 胞 膜 为 类 脂 双 分 子 层, 含 大 量 磷 脂 细 胞 质 内 有 核 糖 体 ( 由 30S 和 50S 两 个 亚 单 位 组 成 ), 核 质 内 有 双 链 DNA, 但 无 核 仁 和 核 膜 在 感 染 的 宿 主 细 胞 内 立 克 次 体 排 列 不 规 则, 不 同 种 的 立 克 次 体 在 细 胞 内 分 布 的 位 置 各 异, 此 特 点 可 供 初 步 识 别 例 如 普 氏 立 克 次 体 在 细 胞 质 内 分 散 存 在 ; 恙 虫 病 立 克 次 体 多 在 细 胞 质 近 核 处 成 堆 排 列 ; 斑 点 热 立 克 次 体 可 在 细 胞 质 内 和 核 内 生 长 ;Q 热 柯 克 斯 体 在 细 胞 质 空 泡 ( 吞 噬 溶 酶 体 ) 内 繁 殖 ( 图 18-2); 而 五 日 热 巴 通 体 却 粘 附 于 细 胞 外 表 面 生 长 繁 殖 图 18-2 培 养 特 性 大 多 数 立 克 次 体 只 能 在 活 细 胞 内 生 长, 以 二 分 裂 方 式 繁 殖, 繁 殖 一 代 需 时 约 6~10h 但 五 日 热 巴 通 体 可 在 无 细 胞 培 养 基 中 生 长 培 养 立 克 次 体 常 用 的 方 法 有 动 物 接 种 鸡 胚 接 种 和 细 胞 培 养 动 物 接 种 是 最 常 用 的 方 法, 采 用 豚 鼠 小 鼠 可 对 多 种 病 原 性 立 克 次 体 进 行 繁 殖 鸡 胚 卵 黄 囊 常 用 于 立 克 次 体 的 传 代 目 前 常 用 的 组 织 培 养 系 统 有 鸡 胚 成 纤 维 细 胞,L929 细 胞 和 Vero 单 层 细 胞, 孵 育 最 适 温 度 为 37 抗 原 结 构 立 克 次 体 有 两 类 抗 原, 一 为 群 特 异 性 抗 原, 与 细 胞 壁 表 层 的 脂 多 糖 成 分 有 关, 系 可 溶 性 抗 原, 耐 热 另 一 为 种 特 异 性 抗 原, 与 外 膜 蛋 白 有 关, 不 耐 热 但 恙 虫 病 立 克 次 体 的 细 胞 壁 结 构 和 抗 原 成 分 不 同, 无 粘 液 层, 无 微 荚 膜, 无 肽 聚 糖 和 脂 多 糖, 故 恙 虫 病 立 克 次 体 现 另 立 为 东 方 体 属 斑 疹 伤 寒 等 立 克 次 体 的 脂 多 糖 与 变 形 杆 菌 某 些 菌 株 ( 如 OX 19 OX 2 等 ) 的 菌 体 抗 原 有 共 同 的 抗 原 成 分 ( 表 18-2) 由 于 变 形 杆 菌 抗 原 易 于 制 备, 其 凝 集 反 应 结 果 又 便 于 观 察, 因 此 临 床 检 验 中 常 用 这 类 变 形 杆 菌 代 替 相 应 的 立 克 次 体 抗 原 进 行 非 特 异 性 凝 集 反 应, 这 种 交 叉 202

203 凝 集 试 验 称 为 外 斐 反 应 (Weil-Felix reaction), 用 于 检 测 人 类 或 动 物 血 清 中 有 无 相 应 抗 体, 供 立 克 次 体 病 的 辅 助 诊 断 表 18-2 主 要 立 克 次 体 与 变 形 杆 菌 菌 株 抗 原 交 叉 现 象 立 克 次 体 变 形 杆 菌 菌 株 OX 19 OX 2 OX K 普 氏 立 克 次 体 斑 疹 伤 寒 立 克 次 体 恙 虫 病 立 克 次 体 Q 热 柯 克 斯 体 五 日 热 巴 通 体 二 致 病 性 与 免 疫 性 感 染 途 径 人 类 感 染 立 克 次 体 主 要 通 过 节 肢 动 物 如 人 虱 鼠 蚤 蜱 或 螨 的 叮 咬 而 传 播 人 虱 鼠 蚤 在 叮 咬 处 排 出 含 有 立 克 次 体 的 粪 便 而 污 染 伤 口 侵 入 人 体 ; 以 蜱 螨 为 媒 介 的 传 播 途 径 是 在 叮 咬 处 立 克 次 体 直 接 进 入 人 体 ;Q 热 立 克 次 体 的 传 播 可 经 接 触 呼 吸 道 或 消 化 道 途 径 感 染 人 类 致 病 机 制 立 克 次 体 的 致 病 物 质 主 要 有 内 毒 素 和 磷 脂 酶 A 两 类 立 克 次 体 内 毒 素 的 主 要 成 分 为 脂 多 糖, 具 有 肠 道 杆 菌 内 毒 素 相 似 的 多 种 生 物 学 活 性, 如 致 热 原 性, 损 伤 内 皮 细 胞, 致 微 循 环 障 碍 和 中 毒 性 休 克 等 磷 脂 酶 A 能 溶 解 宿 主 细 胞 膜 或 细 胞 内 吞 噬 体 膜, 以 利 于 立 克 次 体 穿 入 宿 主 细 胞 并 在 其 中 生 长 繁 殖 此 外 立 克 次 体 表 面 粘 液 层 结 构 有 利 于 粘 附 到 宿 主 细 胞 表 面 和 抗 吞 噬 作 用, 增 强 其 对 易 感 细 胞 的 侵 袭 力 立 克 次 体 侵 入 皮 肤 后 与 宿 主 细 胞 膜 上 的 特 异 受 体 结 合, 然 后 被 吞 入 宿 主 细 胞 内 不 同 立 克 次 体 在 细 胞 内 有 不 同 的 增 殖 过 程 普 氏 立 克 次 体 在 吞 噬 体 内, 依 靠 磷 脂 酶 A 溶 解 吞 噬 体 膜 的 甘 油 磷 脂 而 进 入 胞 质, 并 进 行 分 裂 繁 殖, 大 量 积 累 后 导 致 细 胞 破 裂 立 氏 立 克 次 体 通 过 丝 状 伪 足 (filopodia) 离 开 细 胞 ; 恙 虫 病 立 克 次 体 通 过 出 芽 方 式 释 放 ; 柯 克 斯 体 则 主 要 在 有 吞 噬 溶 酶 体 性 质 的 膜 性 液 泡 中 生 长, 然 后 使 细 胞 破 裂 和 释 放 柯 克 斯 体 ; 五 日 热 巴 通 体 在 细 胞 表 面 生 长 释 放 立 克 次 体 先 在 局 部 淋 巴 组 织 或 小 血 管 内 皮 细 胞 中 增 殖, 产 生 初 次 立 克 次 体 血 症 再 经 血 流 扩 散 至 全 身 器 官 的 小 血 管 内 皮 细 胞 中 繁 殖 后, 大 量 立 克 次 体 释 放 入 血 导 致 第 二 次 立 克 次 体 血 症 由 立 克 次 体 产 生 的 内 毒 素 等 毒 性 物 质 也 随 血 流 波 及 全 身, 引 起 毒 血 症 立 克 次 体 损 伤 血 管 内 皮 细 胞, 引 起 细 胞 肿 胀 组 织 坏 死 和 血 管 通 透 性 增 高, 导 致 血 浆 渗 出, 血 容 量 降 低 以 及 凝 血 机 制 障 碍 DIC 等 在 体 内 细 胞 因 子 ( 如 IFN-γ 等 ) 和 CTL 的 作 用 下, 立 克 次 体 感 染 的 宿 主 细 胞 被 溶 解 不 同 种 类 的 立 克 次 体 的 致 病 特 点 有 所 不 同, 但 其 基 本 病 理 改 变 部 位 在 血 管, 主 要 病 变 是 血 管 内 皮 细 胞 大 量 增 生, 血 栓 形 成 以 及 血 管 壁 有 节 段 性 或 圆 形 坏 死 等 此 外 还 伴 有 全 身 实 质 性 脏 器 的 血 管 周 围 广 泛 性 病 变, 常 见 于 皮 肤 心 脏 肺 和 脑 203

204 感 染 立 克 次 体 后, 体 内 可 形 成 抗 原 抗 体 免 疫 复 合 物, 进 而 加 重 病 理 变 化 及 临 床 症 状 严 重 者 可 因 心 肾 衰 竭 而 死 亡 所 致 疾 病 由 立 克 次 体 引 起 的 疾 病 统 称 为 立 克 次 体 病 不 同 的 立 克 次 体 所 引 起 的 疾 病 各 不 相 同, 主 要 包 括 斑 疹 伤 寒 恙 虫 病 Q 热 埃 里 希 体 病 巴 通 体 病 以 及 猫 抓 病 等 ( 表 18-1) 免 疫 性 立 克 次 体 是 严 格 细 胞 内 寄 生 的 病 原 体, 故 体 内 抗 感 染 免 疫 以 细 胞 免 疫 为 主, 体 液 免 疫 为 辅 机 体 感 染 后 产 生 的 群 和 种 特 异 性 抗 体, 有 促 进 巨 噬 细 胞 的 吞 噬 及 中 和 毒 性 物 质 的 作 用 由 细 胞 免 疫 产 生 的 细 胞 因 子, 有 激 活 增 强 巨 噬 细 胞 杀 灭 细 胞 内 立 克 次 体 的 作 用 病 后 可 获 得 较 强 的 免 疫 力 三 诊 断 与 防 治 微 生 物 学 检 查 法 因 立 克 次 体 特 别 容 易 引 起 实 验 室 感 染, 必 须 严 格 遵 守 实 验 室 操 作 规 程, 注 意 防 止 感 染 事 故 的 发 生 1. 标 本 的 采 集 主 要 采 集 病 人 的 血 液 以 供 病 原 体 分 离 或 作 免 疫 学 试 验 流 行 病 学 调 查 时, 尚 需 采 集 野 生 小 动 物 和 家 畜 的 器 官, 以 及 节 肢 动 物 等 一 般 在 发 病 初 期 或 急 性 期 和 应 用 抗 生 素 前 采 血, 否 则 很 难 获 得 阳 性 分 离 结 果 血 清 学 试 验 需 采 集 急 性 期 与 恢 复 期 双 份 血 清, 以 观 察 抗 体 滴 度 是 否 增 长 2. 分 离 培 养 由 于 检 材 中 立 克 次 体 含 量 较 低, 直 接 镜 检 意 义 不 大 可 将 检 材 ( 血 液 血 块 或 其 他 组 织 悬 液 ) 接 种 至 易 感 动 物 腹 腔 除 恙 虫 病 立 克 次 体 和 小 株 立 克 次 体 接 种 小 鼠 外, 其 他 均 用 雄 性 豚 鼠 分 离 若 接 种 后 豚 鼠 体 温 >40, 同 时 有 阴 囊 红 肿, 表 示 有 立 克 次 体 感 染, 应 进 一 步 将 分 离 出 的 毒 株 适 应 于 鸡 胚 或 细 胞 培 养, 用 免 疫 荧 光 试 验 加 以 鉴 定 感 染 组 织 和 皮 肤 病 变 活 检 标 本 可 用 免 疫 荧 光 法 免 疫 蛋 白 印 迹 法 蛋 白 质 指 纹 图 谱 分 析 法 等 鉴 定 3. 血 清 学 试 验 非 特 异 性 外 斐 反 应 是 用 普 通 变 形 杆 菌 的 菌 株 抗 原 代 替 立 克 次 体 抗 原 检 测 患 者 血 清 中 有 无 立 克 次 体 抗 体 的 凝 集 试 验 如 滴 度 1:160 或 随 病 程 延 长 而 血 清 滴 度 增 长 4 倍, 为 阳 性 反 应 流 行 性 和 地 方 性 斑 疹 伤 寒 恙 虫 病 患 者 可 出 现 阳 性 反 应 由 于 该 试 验 为 非 特 异 性, 必 须 同 时 结 合 流 行 病 学 和 临 床 症 状 才 能 作 出 正 确 诊 断 此 外, 还 可 以 采 用 ELISA 法 或 免 疫 荧 光 法 检 测 血 清 中 特 异 抗 体 防 治 原 则 预 防 立 克 次 体 病 的 重 点 是 控 制 和 消 灭 其 中 间 宿 主 以 及 储 存 宿 主, 如 灭 鼠 杀 灭 媒 介 节 肢 动 物, 加 强 个 人 自 身 防 护, 能 有 效 的 防 止 斑 疹 伤 寒 恙 虫 热 斑 点 热 的 流 行 特 异 性 预 防 方 面, 目 前 多 采 用 经 γ 射 线 辐 射 的 全 细 胞 灭 活 疫 苗, 如 预 防 斑 疹 伤 寒 的 鼠 肺 疫 苗 鸡 胚 疫 苗 等 立 克 次 体 重 组 的 变 异 性 外 膜 蛋 白 (variable outer-membrane protein, VOMP) 是 候 选 的 亚 单 位 疫 苗, 正 在 预 试 阶 段 氯 霉 素 四 环 素 类 抗 生 素 ( 包 括 强 力 霉 素 ) 对 各 种 立 克 次 体 均 有 效, 可 使 病 程 缩 短, 病 死 率 明 显 下 降 但 病 原 体 彻 底 清 除 或 病 人 的 健 康 恢 复 主 要 依 赖 于 人 体 的 免 疫 功 能, 特 别 是 细 胞 免 疫 功 能 状 况 应 注 意 磺 胺 类 药 物 不 能 抑 制 立 克 次 体 生 长, 反 而 会 促 进 其 繁 殖 作 用 第 二 节 主 要 病 原 性 立 克 次 体 普 氏 立 克 次 体 普 氏 立 克 次 体 是 流 行 性 斑 疹 伤 寒 ( 又 称 虱 传 斑 疹 伤 寒 ) 的 病 原 体 病 人 是 唯 一 传 染 源, 体 虱 是 主 要 传 播 媒 介, 传 播 方 式 为 虱 - 人 - 虱 ( 图 18-3) 虱 叮 咬 病 人 后, 立 204

205 克 次 体 进 入 虱 肠 管 上 皮 细 胞 内 繁 殖 当 受 染 虱 再 去 叮 咬 健 康 人 时, 立 克 次 体 随 粪 便 排 泄 于 皮 肤 上, 进 而 可 从 搔 抓 的 皮 肤 破 损 处 侵 入 体 内 此 外, 立 克 次 体 在 干 虱 粪 中 能 保 持 感 染 性 达 二 个 月 左 右, 可 经 呼 吸 道 或 眼 结 膜 使 人 感 染 该 病 的 流 行 多 与 生 活 条 件 的 拥 挤 不 卫 生 有 关, 因 此 多 发 生 于 战 争 饥 荒 及 自 然 灾 害 时 期 人 虱 人 人 图 18-3 人 虱 流 行 性 斑 疹 伤 寒 传 播 方 式 人 感 染 立 克 次 体 后, 经 两 周 左 右 的 潜 伏 期 骤 然 发 病, 主 要 症 状 为 高 热 头 痛 皮 疹, 有 的 伴 有 神 经 系 统 心 血 管 系 统 或 其 它 脏 器 损 害 病 后 免 疫 力 持 久, 与 斑 疹 伤 寒 立 克 次 体 感 染 有 交 叉 免 疫 斑 疹 伤 寒 立 克 次 体 斑 疹 伤 寒 立 克 次 体 是 地 方 性 斑 疹 伤 寒 ( 又 称 鼠 型 斑 疹 伤 寒 ) 的 病 原 体 鼠 是 主 要 储 存 宿 主, 传 播 媒 介 主 要 是 鼠 蚤 或 鼠 虱, 感 染 的 自 然 周 期 是 鼠 - 蚤 - 鼠 ( 图 18-4) 鼠 蚤 叮 吮 人 血 时, 可 将 立 克 次 体 传 染 给 人 带 有 立 克 次 体 的 干 燥 蚤 粪 有 可 能 经 口 鼻 眼 结 膜 进 入 人 体 而 致 病 该 病 的 临 床 症 状 与 流 行 性 斑 疹 伤 寒 相 似, 但 发 病 缓 慢 病 情 较 轻, 很 少 累 及 中 枢 神 经 系 统 心 肌 等 鼠 鼠 蚤 鼠 虱 鼠 蚤 人 图 18-4 鼠 地 方 性 斑 疹 伤 寒 传 播 方 式 恙 虫 病 立 克 次 体 恙 虫 病 立 克 次 体 是 恙 虫 病 的 病 原 体 主 要 流 行 于 东 南 亚 西 南 太 平 洋 岛 屿, 因 此 又 称 东 方 立 克 次 体 (R.orientalis) 国 内 主 要 见 于 东 南 和 西 南 地 区 恙 虫 病 是 一 种 自 然 疫 源 性 疾 病, 主 要 流 行 于 啮 齿 动 物 野 鼠 和 家 鼠 感 染 后 多 无 症 状, 但 体 内 长 期 保 留 病 原 体, 故 为 主 要 传 染 源 此 外, 兔 类 鸟 类 等 也 能 感 染 或 携 带 恙 螨 而 成 为 传 染 源 恙 螨 是 传 播 媒 介, 又 是 储 存 宿 主 ( 图 18-5) 恙 虫 病 立 克 次 体 寄 居 在 恙 螨 体 内, 可 经 卵 传 代 卵 成 虫 稚 虫 鼠 等 幼 虫 幼 虫 ( 第 二 代 ) 人 等 稚 虫 成 虫 卵 图 18-5 恙 虫 病 的 传 播 方 式 立 克 次 体 借 助 恙 螨 的 叮 咬 而 在 鼠 间 传 播 恙 螨 幼 虫 叮 咬 人 时, 立 克 次 体 侵 入 人 体, 叮 咬 205

206 处 先 出 现 红 色 丘 疹, 成 水 疱 后 破 裂, 溃 疡 处 形 成 黑 色 焦 痂, 是 恙 虫 病 特 征 之 一 病 原 体 在 局 部 繁 殖 后 经 淋 巴 系 统 入 血 循 环, 产 生 立 克 次 体 血 症 病 原 体 释 出 的 毒 素, 可 引 起 发 热 皮 疹, 全 身 淋 巴 结 肿 大 及 各 内 脏 器 官 的 病 变 病 后 有 较 持 久 的 免 疫 力 贝 纳 柯 克 斯 体 贝 纳 柯 克 斯 体 又 称 Q 热 柯 克 斯 体, 是 引 起 Q 热 的 病 原 体 (query fever, 疑 问 热, 指 最 初 不 明 病 因 的 发 热 ) 其 基 因 组 分 子 量 为 , 含 bp, 约 为 大 肠 埃 希 菌 的 1/3 近 年 来 已 分 离 其 基 因 达 13 个 之 多, 分 别 与 编 码 立 克 次 体 代 谢 酶 有 关 ( 如 PyrB gita sdhcdab 基 因 ), 或 与 编 码 表 面 抗 原 有 关 (chtpa tpb ComI 基 因 ), 或 与 编 码 毒 力 因 子 有 关 (Sod Mucz CbbE Cbmip dnaj qrsa 基 因 ) 此 外, 还 发 现 贝 纳 柯 克 斯 体 带 有 4 种 不 同 的 质 粒, 分 别 为 36kb QpHI 39kb QpRS 33.5kb QpDV 和 51kb QPDG, 其 功 能 尚 未 阐 明 贝 纳 柯 克 斯 体 存 在 着 抗 原 相 的 变 异 现 象, 此 因 适 应 不 同 宿 主 而 表 现 出 两 相 抗 原 性, 其 中 主 要 是 LPS 变 异 从 人 动 物 或 蜱 体 内 新 分 离 的 立 克 次 体 为 I 相, 含 完 整 的 抗 原 组 份, 具 光 滑 Lps(LpsI), 毒 力 强 若 经 人 工 传 代 后 成 为 含 粗 糙 Lps (LpsII) 的 II 相 弱 毒 株 Q 热 的 传 染 源 主 要 是 受 染 的 牛 羊 等 家 畜, 在 动 物 间 的 传 播 是 以 蜱 为 传 播 媒 介 并 可 经 卵 传 代 动 物 感 染 后 多 无 症 状, 但 乳 汁 尿 粪 中 可 长 期 带 有 病 原 体 人 类 经 接 触 或 呼 吸 道 等 途 径 受 染 Q 热 的 临 床 症 状 主 要 有 发 热 头 痛 腰 痛 等, 部 分 重 症 病 例 可 并 发 心 内 膜 炎 抵 抗 力 大 于 一 般 无 芽 胞 细 菌 耐 热, 牛 乳 需 煮 沸 10min 以 上 才 能 杀 死 耐 干 燥, 在 蜱 干 粪 中 可 存 活 一 年 以 上 1% 甲 醛 需 48h 才 能 将 其 灭 活 病 后 有 一 定 免 疫 力, 以 细 胞 免 疫 为 主 预 防 应 着 重 防 止 家 畜 的 感 染, 对 乳 制 品 严 格 消 毒 对 易 感 人 群 可 接 种 用 I 相 菌 株 制 成 的 灭 活 疫 苗 或 减 毒 活 疫 苗 对 牛 羊 也 可 采 用 疫 苗 接 种 汉 赛 巴 通 体 汉 赛 巴 通 体 是 猫 抓 病 (cat scratch disease, CSD) 的 主 要 病 原 体 革 兰 阴 性 小 杆 菌, 大 小 为 1 0.5µm 左 右 由 临 床 新 鲜 标 本 中 分 离 的 汉 赛 巴 通 体 有 菌 毛, 而 经 实 验 室 传 代 后 可 失 去 菌 毛 其 生 化 反 应 不 活 泼, 不 发 酵 各 种 糖 类 传 染 源 主 要 为 猫, 尤 其 是 幼 猫 90% 以 上 的 患 者 与 猫 或 狗 有 接 触 史,75% 的 病 例 有 被 猫 或 狗 抓 伤 咬 伤 的 历 史, 猫 口 腔 咽 部 的 病 原 体 经 伤 口 或 通 过 其 污 染 的 毛 皮 脚 爪 侵 入 而 传 播, 多 发 于 学 龄 前 儿 童 及 青 少 年 由 于 近 年 来 国 内 外 养 宠 物 者 增 多, 因 此 猫 抓 病 病 例 增 加 病 原 体 从 抓 伤 处 进 入 体 内, 局 部 皮 肤 出 现 丘 疹 或 脓 疱, 继 而 发 展 为 以 局 部 引 流 淋 巴 结 肿 大 为 特 征 的 临 床 综 合 征, 出 现 发 热 厌 食 肌 痛 脾 肿 大 等 常 见 的 临 床 并 发 症 是 结 膜 炎 伴 耳 前 淋 巴 结 肿 大 (Parinaud 眼 淋 巴 腺 综 合 征 ), 系 猫 抓 病 的 重 要 特 征 之 一 汉 赛 巴 通 体 和 五 日 热 巴 通 体 还 可 引 起 杆 菌 性 血 管 瘤 杆 菌 性 紫 癜 ( bacillary angiomatosis-bacillary peliosis, BAP) BAP 多 发 生 于 免 疫 功 能 受 到 严 重 损 害 者, 如 HIV 感 染 者 肿 瘤 或 器 官 移 植 的 病 人, 其 主 要 表 现 为 皮 肤 损 害 和 内 脏 器 官 小 血 管 增 生 杆 菌 性 血 管 瘤 可 发 生 在 体 内 任 何 实 质 性 器 官, 而 杆 菌 性 紫 癜 则 多 见 于 肝 脏 脾 脏 实 验 室 检 查 可 取 病 灶 组 织 ( 淋 巴 结 皮 肤 肉 芽 肿 等 ) 作 超 薄 切 片, 进 行 组 织 病 理 学 检 查 此 外, 还 可 用 羊 血 琼 脂 或 巧 克 力 色 琼 脂 等 培 养 基, 或 采 用 原 代 细 胞 或 传 代 细 胞, 对 新 鲜 组 织 标 本 培 养 和 鉴 定 206

207 预 防 方 面 尚 无 特 异 性 措 施 与 猫 狗 接 触 时 避 免 被 抓 伤 或 咬 伤, 若 被 抓 咬 伤 后, 可 用 碘 酊 局 部 涂 抹 对 感 染 猫 进 行 杀 灭 可 采 用 环 丙 沙 星 红 霉 素 利 福 平 等 治 疗 感 染 猫 或 病 人 ( 贾 文 祥 ) 第 19 章 衣 原 体 衣 原 体 (Chlamydia) 是 一 类 严 格 在 真 核 细 胞 内 寄 生, 有 独 特 发 育 周 期, 能 通 过 细 菌 滤 器 的 原 核 细 胞 型 微 生 物 过 去 曾 被 认 为 是 病 毒, 现 归 属 于 广 义 细 菌 中 的 一 类 微 生 物 衣 原 体 的 共 同 特 征 是 :1 革 兰 阴 性, 圆 形 或 椭 圆 形 体 ;2 具 有 细 胞 壁, 其 组 成 与 革 兰 阴 性 菌 相 似 ;3 有 独 特 的 发 育 周 期, 行 二 分 裂 方 式 繁 殖 ;4 含 有 DNA 和 RAN 两 类 核 酸 ;5 有 核 糖 体 和 较 复 杂 的 酶 类, 能 进 行 多 种 代 谢 但 缺 乏 供 代 谢 所 需 的 能 量 来 源, 必 须 利 用 宿 主 细 胞 的 三 磷 酸 盐 和 中 间 代 谢 产 物 作 为 能 量 来 源 ;6 对 多 种 抗 生 素 敏 感 衣 原 体 广 泛 寄 生 于 人 类 哺 乳 动 物 及 禽 类, 仅 少 数 能 致 病, 能 引 起 人 类 疾 病 的 衣 原 体 主 要 有 沙 眼 衣 原 体 和 肺 炎 衣 原 体 目 前 在 发 达 国 家 中, 由 衣 原 体 感 染 所 致 的 性 传 播 疾 病 增 加 很 快, 生 殖 道 感 染 的 发 病 率 已 超 过 淋 病 奈 瑟 菌 感 染, 成 为 最 常 见 的 性 传 播 疾 病 根 据 衣 原 体 的 抗 原 结 构 和 DNA 同 源 性 的 特 点, 将 衣 原 体 属 (Chlamydiae) 分 为 四 个 种, 包 括 沙 眼 衣 原 体 (Chlamydia trachomatis) 肺 炎 衣 原 体 (Chlamydia pneumoniae) 鹦 鹉 热 衣 原 体 (Chlamydia psittaci) 和 兽 类 衣 原 体 (Chlamydia pecorum), 彼 此 间 的 基 本 性 状 有 差 异 ( 表 19-1) 表 19-1 四 种 衣 原 体 的 性 状 比 较 性 状 沙 眼 衣 原 体 肺 炎 衣 原 体 鹦 鹉 热 衣 原 体 兽 类 衣 原 体 自 然 宿 主 人 小 鼠 人 鸟 类 低 等 哺 乳 类 牛 羊 主 要 人 类 疾 病 沙 眼 肺 炎 肺 炎 呼 吸 道 感 染 性 传 播 疾 病 呼 吸 道 感 染 呼 吸 道 感 染 幼 儿 肺 炎 原 体 形 态 圆 椭 圆 梨 形 圆 椭 圆 圆 包 涵 体 糖 原 血 清 型 18 I (TWAR 株 ) 不 明 3 DNA 与 相 同 衣 原 体 种 同 源 性 与 不 同 衣 原 体 种 >90% <10% >90% <10% 14%~95% <10% 88%~100% 对 磺 胺 的 敏 感 性 敏 感 不 敏 感 不 敏 感 不 敏 感 注 :TWAR:Taiwan, acute respiratory 第 一 节 概 述 207

208 生 物 学 性 状 发 育 周 期 与 形 态 染 色 衣 原 体 在 宿 主 细 胞 内 生 长 繁 殖, 具 有 特 殊 的 发 育 周 期 可 观 察 到 两 种 不 同 的 颗 粒 结 构 : 一 种 是 小 而 致 密, 称 为 原 体 (elementary body, EB); 另 一 种 是 大 而 疏 松, 称 为 始 体 (initial body), 也 称 为 网 状 体 (reticulate body, RB) 原 体 呈 球 形 椭 圆 形 或 梨 形, 直 径 0.2~0.4µm 普 通 光 学 显 微 镜 下 勉 强 可 见 ; 电 镜 下 中 央 有 致 密 的 类 核 结 构, 有 胞 壁, 是 发 育 成 熟 的 衣 原 体 Giemsa 染 色 呈 紫 色,Macchiavello 染 色 呈 红 色 原 体 具 有 高 度 感 染 性, 在 宿 主 细 胞 外 较 为 稳 定, 无 繁 殖 能 力 当 进 入 宿 主 易 感 细 胞 后, 细 胞 膜 围 于 原 体 外 形 成 空 泡 原 体 在 空 泡 中 逐 渐 发 育 增 大 成 为 始 体 始 体 呈 圆 形 或 椭 圆 形, 体 大, 直 径 0.5~1µm, 电 子 致 密 度 较 低, 无 胞 壁, 代 谢 活 泼, 以 二 分 裂 方 式 繁 殖, 在 空 泡 内 发 育 成 许 多 子 代 原 体 最 后, 成 熟 的 子 代 原 体 从 破 坏 的 感 染 细 胞 中 释 出 ; 再 感 染 新 的 易 感 细 胞, 开 始 新 的 发 育 周 期 每 个 发 育 周 期 约 为 48~72h( 图 19-1) 始 体 是 衣 原 体 发 育 周 期 中 的 繁 殖 型, 不 具 感 染 性 Macchiavello 染 色 呈 蓝 色 ( 表 19-2) 图 19-1 表 19-2 原 体 和 始 体 的 性 状 比 较 性 状 原 体 始 体 大 小 ( 直 径,µm) 0.2~ ~1 细 胞 壁 + - 代 谢 活 性 - ++ 胞 外 稳 定 性 + - 感 染 性 + - 繁 殖 能 力 - + 毒 性 + - 包 涵 体 系 指 在 易 感 细 胞 内 含 繁 殖 的 始 体 和 子 代 原 体 的 空 泡 由 于 发 育 时 期 不 同, 包 涵 体 的 形 态 和 大 小 都 有 差 别 成 熟 的 包 涵 体 含 大 量 的 原 体 培 养 特 性 衣 原 体 营 专 性 细 胞 内 寄 生 绝 大 多 数 能 在 6~8d 龄 鸡 胚 或 鸭 胚 卵 黄 囊 中 生 长 繁 殖, 并 可 在 卵 黄 囊 膜 内 找 到 包 涵 体 原 体 和 始 体 颗 粒 某 些 衣 原 体 可 使 小 鼠 感 染, 如 鹦 鹉 热 衣 原 体 接 种 小 鼠 腹 腔 ; 性 病 淋 巴 肉 芽 肿 衣 原 体 接 种 小 鼠 脑 内 衣 原 体 可 在 某 些 原 代 或 传 代 细 胞 株 中 生 长, 如 HeLa-299 BHK-21 McCoy 或 HL 细 胞 株, 比 鸡 胚 培 养 更 敏 感 为 提 高 分 离 培 养 阳 性 率, 可 将 接 种 标 本 的 细 胞 离 心, 促 进 衣 原 体 进 入 细 胞 ; 或 先 用 X 线 照 射 细 胞 使 处 于 非 分 裂 状 态, 以 提 高 其 对 衣 原 体 的 易 感 性 抗 原 结 构 根 据 细 胞 壁 的 不 同 成 份, 可 分 为 属 种 型 特 异 抗 原 1. 属 特 异 抗 原 位 于 胞 壁, 为 脂 多 糖, 类 似 革 兰 阴 性 菌 的 脂 蛋 白 - 脂 多 糖 复 合 物 用 补 体 结 合 试 验 检 测 2. 种 特 异 抗 原 大 多 数 衣 原 体 的 种 特 异 抗 原 位 于 主 要 外 膜 蛋 白 (major outer membrane 208

209 protein, MOMP) 上, 用 补 体 结 合 试 验 和 中 和 试 验 检 测, 藉 此 可 鉴 别 不 同 种 衣 原 体 3. 型 特 异 抗 原 根 据 主 要 外 膜 蛋 白 抗 原 可 将 每 种 衣 原 体 分 为 不 同 血 清 型 或 生 物 型 (biovar) 型 特 异 性 差 别 的 分 子 基 础 是 由 氨 基 酸 可 变 区 的 顺 序 变 化 决 定 的 常 用 检 测 的 方 法 是 单 克 隆 抗 体 微 量 免 疫 荧 光 试 验 抵 抗 力 衣 原 体 对 热 和 常 用 消 毒 剂 敏 感, 在 60 仅 能 存 活 5~10min, 在 -70 可 保 存 数 年, 冷 冻 干 燥 可 保 存 30 年 以 上 仍 有 活 性 用 75% 乙 醇 半 分 钟 或 2% 来 苏 液 5min 均 可 杀 死 衣 原 体 红 霉 素 强 力 霉 素 和 四 环 素 等 有 抑 制 衣 原 体 繁 殖 的 作 用 二 致 病 性 与 免 疫 性 致 病 机 制 衣 原 体 通 过 创 面 侵 入 机 体 后, 原 体 吸 附 于 易 感 的 柱 状 或 杯 状 粘 膜 上 皮 细 胞 并 在 其 中 繁 殖, 也 能 进 入 单 核 吞 噬 细 胞 繁 殖 细 胞 质 围 绕 原 体 内 陷 形 成 空 泡, 称 吞 噬 体 原 体 在 空 泡 内 发 育 成 网 状 体, 完 成 其 繁 殖 过 程 细 胞 内 溶 酶 体 如 能 与 吞 噬 体 融 合, 溶 酶 体 内 的 水 解 酶 则 可 将 衣 原 体 杀 灭 衣 原 体 能 产 生 类 似 革 兰 阴 性 细 菌 的 内 毒 素 毒 性 物 质, 抑 制 宿 主 细 胞 代 谢, 直 接 破 坏 宿 主 细 胞 此 外, 衣 原 体 主 要 外 膜 蛋 白 (MOMP) 能 阻 止 吞 噬 体 和 溶 酶 体 的 融 合, 从 而 有 利 于 衣 原 体 在 吞 噬 体 内 繁 殖 并 破 坏 宿 主 细 胞 MOMP 的 表 位 还 能 突 变, 在 体 内 可 以 逃 避 特 异 性 抗 体 的 中 和 作 用 而 继 续 感 染 细 胞 在 体 内 抗 衣 原 体 的 免 疫 应 答 过 程 中, 一 方 面 疾 病 得 以 缓 解, 另 方 面 由 T 细 胞 与 感 染 细 胞 的 相 互 作 用 也 会 导 致 免 疫 病 理 损 伤, 产 生 第 IV 型 超 敏 反 应 已 有 的 试 验 证 明 经 小 鼠 静 脉 注 入 衣 原 体 后, 小 鼠 可 出 现 肺 肠 出 血 和 肝 坏 死, 受 感 染 的 机 体 有 炎 症 反 应 和 迟 发 型 超 敏 反 应 沙 眼 衣 原 体 或 MOMP 成 分, 可 促 进 单 核 细 胞 产 生 IL-1 等 细 胞 因 子, 而 IL-1 是 炎 症 和 瘢 痕 形 成 的 重 要 因 素, 沙 眼 衣 原 体 感 染 易 生 成 瘢 痕 可 能 与 此 有 关 不 同 的 衣 原 体 因 MOMP 等 不 同, 其 致 病 性 不 同, 有 些 只 引 起 人 类 疾 患, 例 如 沙 眼 衣 原 体 中 的 沙 眼 亚 种 性 病 淋 巴 肉 芽 肿 亚 种 以 及 肺 炎 衣 原 体 有 些 是 人 兽 共 患 病 原 体, 例 如 鹦 鹉 热 衣 原 体 中 部 分 菌 株 有 些 只 引 起 动 物 疾 病, 例 如 沙 眼 衣 原 体 中 的 鼠 亚 种 鹦 鹉 热 衣 原 体 中 的 大 多 数 菌 株 和 兽 类 衣 原 体 人 类 感 染 衣 原 体 后 出 现 的 衣 原 体 病 主 要 有 沙 眼 包 涵 体 结 膜 炎 泌 尿 生 殖 道 感 染 ( 非 淋 菌 性 尿 道 炎 宫 颈 炎 等 ) 性 病 淋 巴 肉 芽 肿 以 及 肺 炎 等 免 疫 性 机 体 感 染 衣 原 体 后, 体 内 能 产 生 型 特 异 性 的 细 胞 免 疫 和 体 液 免 疫 由 MOMP 活 化 的 T 细 胞 可 分 泌 细 胞 因 子, 抑 制 衣 原 体 包 涵 体 的 发 展 ; 特 异 性 中 和 抗 体 可 以 抑 制 衣 原 体 吸 附 到 宿 主 细 胞, 参 与 抗 衣 原 体 感 染 的 中 和 作 用 但 这 种 免 疫 力 不 强, 因 此 易 造 成 持 续 感 染 和 反 复 感 染 此 外, 机 体 也 可 能 出 现 由 IV 型 超 敏 反 应 造 成 的 免 疫 病 理 损 伤 现 象, 如 性 病 淋 巴 肉 芽 肿 等 第 二 节 主 要 病 原 性 衣 原 体 一 沙 眼 衣 原 体 沙 眼 衣 原 体 除 少 数 菌 株 来 自 小 鼠 外, 人 类 是 其 主 要 自 然 宿 主 根 据 致 病 力 和 某 些 生 物 学 特 性 的 差 别, 沙 眼 衣 原 体 可 分 为 三 个 亚 种, 即 沙 眼 生 物 变 种 (Biovar trachoma) 性 病 淋 巴 肉 芽 肿 亚 种 (Biovar lymphogranuloma venereum, LGV) 和 鼠 亚 种 (Biovar mouse)( 表 19-3) 209

210 ( 一 ) 沙 眼 亚 种 生 物 学 特 性 圆 形 或 椭 圆 形, 不 同 发 育 阶 段, 大 小 和 染 色 反 应 不 一 原 体 直 径 约 0.3µm, 中 央 有 致 密 核 质,Giemsa 染 色 呈 紫 红 色 网 状 体 直 径 0.5~1µm, 核 质 分 散,Giemsa 染 色 为 深 蓝 或 暗 紫 色 原 体 能 合 成 糖 原, 掺 入 沙 眼 包 涵 体 的 基 质 组 成, 故 被 碘 溶 液 染 成 棕 褐 色 我 国 学 者 汤 飞 凡 (1897~1958) 在 1955 年 采 用 鸡 胚 卵 黄 囊 接 种 法 在 世 界 上 首 次 分 离 培 养 出 沙 眼 衣 原 体, 他 是 世 界 上 发 现 重 要 病 原 体 的 第 一 个 中 国 人, 开 创 了 沙 眼 衣 原 体 的 实 验 研 究 工 作 现 可 采 用 多 种 传 代 细 胞 对 沙 眼 衣 原 体 进 行 培 养 表 19-3 沙 眼 衣 原 体 三 个 亚 种 的 比 较 性 状 沙 眼 亚 种 LGV 亚 种 鼠 亚 种 自 然 宿 主 : 人 小 鼠 易 感 部 位 : 鳞 状 上 皮 细 胞 淋 巴 组 织 单 核 吞 噬 细 胞 细 胞 培 养 : McCoy 细 胞 培 养 的 阳 性 率 70%~80% <50% 不 明 血 清 型 别 数 目 ( 个 ) 15 3 不 明 实 验 动 物 : 小 鼠 : 脑 内 接 种 致 死 灵 长 类 : 滤 泡 性 结 膜 炎 与 沙 眼 亚 种 DNA 同 源 性 100% 100% 30%~60% 采 用 微 量 免 疫 荧 光 法 (MIF) 可 将 沙 眼 衣 原 体 至 少 分 为 18 个 血 清 型, 其 中 沙 眼 生 物 变 种 包 括 A B Ba C D Da E F G H I Ia J 和 K 共 14 个 血 清 型 LGV 生 物 变 种 包 括 L 1 L 2 L 2a 和 L 3 4 个 血 清 型 此 外, 目 前 还 采 用 编 码 MOMP 的 结 构 基 因 OmpI 寡 核 苷 酸 测 序 OmpI 限 切 酶 片 段 长 度 多 态 性 (RFLP) 等 方 法 分 型 致 病 性 与 免 疫 性 沙 眼 亚 种 主 要 寄 生 在 人 类, 无 动 物 储 存 宿 主 主 要 引 起 以 下 疾 病 : 1. 沙 眼 由 沙 眼 亚 种 A B Ba 和 C 血 清 型 引 起 主 要 通 过 眼 眼 或 眼 手 眼 的 途 径 进 行 直 接 或 间 接 接 触 传 播 沙 眼 衣 原 体 感 染 眼 结 膜 上 皮 细 胞 后, 在 其 中 增 殖 并 在 细 胞 质 内 形 成 包 涵 体, 引 起 局 部 炎 症 沙 眼 的 早 期 症 状 是 流 泪 有 粘 液 脓 性 分 泌 物 结 膜 充 血 及 滤 泡 增 生 后 期 出 现 结 膜 瘢 痕 眼 睑 内 翻 倒 睫 以 及 角 膜 血 管 翳 引 起 的 角 膜 损 害, 影 响 视 力 或 致 盲, 是 目 前 世 界 上 致 盲 的 第 一 位 病 因 2. 包 涵 体 结 膜 炎 由 沙 眼 亚 种 B Ba D Da E F G H I Ia J 及 K 血 清 型 引 起 包 括 婴 儿 及 成 人 两 类 前 者 系 婴 儿 通 过 产 道 时 感 染, 引 起 滤 泡 性 结 膜 炎, 其 分 泌 物 内 含 大 量 衣 原 体 病 变 类 似 沙 眼, 但 不 出 现 角 膜 血 管 翳, 不 形 成 结 膜 瘢 痕, 一 般 经 数 周 或 数 月 痊 愈 3. 泌 道 生 殖 道 感 染 经 性 接 触 传 播 引 起 的 非 淋 菌 性 泌 尿 生 殖 道 感 染, 其 中 有 50%~60% 系 沙 眼 衣 原 体 所 致, 涉 及 的 血 清 型 与 包 涵 体 结 膜 炎 的 相 同 衣 原 体 感 染 是 男 性 尿 道 炎 最 常 见 210

211 的 病 因, 未 经 治 疗 者 多 数 转 变 成 慢 性, 周 期 性 加 重, 或 可 合 并 附 睾 炎 前 列 腺 炎 等 在 女 性 可 引 起 尿 道 炎 宫 颈 炎 输 卵 管 炎 盆 腔 炎 等 衣 原 体 常 与 淋 病 奈 瑟 菌 混 合 感 染 淋 病 奈 瑟 菌 对 衣 原 体 繁 殖 起 着 激 活 和 促 进 作 用 因 此 在 合 并 淋 病 奈 瑟 菌 感 染 者, 沙 眼 衣 原 体 分 离 阳 性 率 增 高 机 体 感 染 沙 眼 衣 原 体 后, 血 清 中 有 特 异 性 抗 体, 但 抗 体 持 续 时 间 短 暂 沙 眼 病 愈 合 后 机 体 免 疫 力 不 强, 易 再 受 感 染 微 生 物 学 检 查 法 衣 原 体 标 本 的 正 确 采 集 和 运 送 方 法 十 分 重 要 对 急 性 期 沙 眼 或 包 涵 体 结 膜 炎 患 者, 以 临 床 诊 断 为 主 实 验 室 检 查, 可 取 眼 结 膜 刮 片 或 眼 穹 窿 部 及 眼 结 膜 分 泌 物 作 涂 片 对 泌 尿 生 殖 道 感 染 者, 由 于 临 床 症 状 不 一 定 典 型, 因 而 实 验 室 检 查 很 重 要, 可 采 用 泌 尿 生 殖 道 拭 子 或 宫 颈 刮 片, 少 数 取 精 液 或 其 它 病 灶 部 分 活 检 标 本, 也 可 以 用 初 段 尿 离 心 后 涂 片 若 要 作 衣 原 体 培 养, 应 注 意 标 本 的 保 存 并 及 时 接 种 到 培 养 细 胞 中 采 集 的 标 本 或 菌 株 可 加 入 蔗 糖 磷 酸 盐 谷 氨 酸 盐 (SPG) 培 养 基, 放 -70 冰 箱 或 液 氮 保 存 衣 原 体 标 本 的 运 送 常 用 含 抗 生 素 的 蔗 糖 磷 酸 盐 运 送 培 养 基 若 标 本 在 2h 内 接 种, 检 出 阳 性 率 最 高 ; 若 在 24h 内 接 种, 标 本 可 暂 时 保 存 在 4 备 用 1. 直 接 涂 片 镜 检 采 用 Giemsa 碘 液 或 荧 光 抗 体 染 色 镜 检, 检 查 上 皮 细 胞 内 有 无 包 涵 体 ( 图 19-2) 图 分 离 培 养 采 用 感 染 组 织 的 刮 取 物 或 分 泌 物, 接 种 鸡 胚 卵 黄 囊 或 传 代 细 胞 衣 原 体 培 养 较 常 用 的 是 经 放 线 菌 酮 处 理 的 单 层 McCoy 细 胞, 或 HeLa-229 细 胞 及 BHK21 细 胞,35 培 养 48~72h 用 直 接 免 疫 荧 光 法 或 酶 联 免 疫 法 可 以 检 测 标 本 中 的 衣 原 体 3. 核 酸 检 测 采 用 多 聚 酶 链 反 应 (PCR) 连 接 酶 链 反 应 (LCR) 等 核 酸 扩 增 技 术 检 测 沙 眼 衣 原 体, 已 得 到 较 广 泛 应 用 其 中 LCR 采 用 4 种 寡 核 苷 酸 探 针 ( 即 两 对 引 物 ), 可 得 到 高 度 的 敏 感 性 和 特 异 性 诊 断 ( 二 ) 性 病 淋 巴 肉 芽 肿 亚 种 生 物 学 特 性 LGV 亚 种 的 大 小 染 色 和 培 养 特 性 均 类 似 沙 眼 亚 种 引 起 本 病 的 四 个 血 清 型 (L 1 L 2 L 2a 及 L 3 ) 与 沙 眼 亚 种 E 型 和 C 型 有 交 叉 抗 原 存 在 致 病 性 与 免 疫 性 人 是 性 病 淋 巴 肉 芽 肿 衣 原 体 的 自 然 宿 主, 无 动 物 储 存 宿 主 主 要 通 过 两 性 接 触 在 人 类 传 播 主 要 侵 犯 淋 巴 组 织, 在 男 性 侵 犯 腹 股 沟 淋 巴 结, 引 起 化 脓 性 淋 巴 结 炎 和 慢 性 淋 巴 肉 芽 肿, 常 形 成 瘘 管 在 女 性 侵 犯 会 阴 肛 门 和 直 肠, 可 形 成 肠 皮 肤 瘘 管 ; 也 可 引 起 会 阴 - 肛 门 - 直 肠 狭 窄 和 梗 阻 LGV 也 能 引 起 伴 有 耳 前 颌 下 及 颈 部 淋 巴 结 肿 大 的 结 膜 炎 将 LGV 衣 原 体 接 种 小 鼠 或 猴 脑 内, 可 引 起 脑 膜 脑 炎, 但 对 鸟 类 不 能 引 起 感 染 微 生 物 学 检 查 法 采 集 淋 巴 结 脓 肿 脓 液 生 殖 器 溃 疡 或 直 肠 组 织 标 本 待 检 LGV 标 本 的 保 存 运 送 以 及 检 测 方 法, 与 沙 眼 亚 种 相 同 LGV 衣 原 体 容 易 在 传 代 细 胞 培 养, 一 般 不 需 要 特 殊 的 技 术 处 理 检 测 血 清 中 抗 衣 原 体 抗 体 的 血 清 学 诊 断 试 验, 在 常 规 临 床 诊 断 中 价 值 不 大, 此 因 性 传 播 的 高 危 人 群 多 有 慢 性 感 染, 不 易 获 得 衣 原 体 感 染 急 性 期 和 恢 复 期 双 份 血 清 进 行 抗 体 水 平 的 比 较 防 治 原 则 沙 眼 的 预 防 重 在 注 意 个 人 卫 生, 不 使 用 公 共 毛 巾 浴 巾 和 脸 盆, 避 免 直 接 或 211

212 间 接 的 接 触 传 染, 目 前 尚 无 特 异 的 预 防 方 法 泌 尿 生 殖 道 衣 原 体 感 染 的 预 防 应 广 泛 开 展 性 病 知 识 宣 传, 提 倡 健 康 的 性 行 为, 积 极 治 愈 病 人 和 带 菌 者 治 疗 药 物 可 选 用 磺 胺 红 霉 素 诺 氟 沙 星 等 二 肺 炎 衣 原 体 肺 炎 衣 原 体 是 衣 原 体 属 中 的 一 个 新 种 只 有 一 个 血 清 型, 即 TWAR 组 衣 原 体 这 是 根 据 最 初 分 离 的 两 株 病 原 体, 即 1965 年 自 1 名 台 湾 小 学 生 眼 结 膜 分 离 的 一 株 衣 原 体 (Taiwan-183, TW-183), 和 1983 年 自 美 国 大 学 生 急 性 呼 吸 道 感 染 者 咽 部 分 离 的 另 一 株 衣 原 体 (acute respiratory-39,ar-39), 因 两 株 衣 原 体 的 抗 原 性 相 同, 以 这 两 株 的 字 头 合 并 后, 称 作 TWAR 生 物 学 特 性 其 原 体 结 构 DNA 序 列 培 养 特 性 血 清 学 分 析 以 及 致 病 性 与 其 他 衣 原 体 均 有 不 同 : 1.TWAR 的 原 体 平 均 直 径 为 0.38µm, 在 电 镜 下 呈 梨 形, 并 有 清 晰 的 周 浆 间 隙, 原 体 中 无 质 粒 DNA 2.TWAR 株 与 鹦 鹉 热 衣 原 体 沙 眼 衣 原 体 的 DNA 同 源 性 <10%, 而 不 同 来 源 的 TWAR 株 都 具 有 94% 以 上 的 DNA 同 源 性, 其 限 制 性 内 切 酶 的 图 谱 相 同 3.TWAR 只 有 一 个 血 清 型, 外 膜 蛋 白 顺 序 分 析 完 全 相 同,98kDa 蛋 白 为 特 异 性 抗 原 其 单 克 隆 抗 体 与 沙 眼 衣 原 体 及 鹦 鹉 热 衣 原 体 无 交 叉 反 应 4.TWAR 株 用 HEp-2 和 HL 细 胞 系 较 易 分 离 和 传 代, 但 在 第 一 代 细 胞 内 很 少 能 形 成 包 涵 体 致 病 性 与 免 疫 性 肺 炎 衣 原 体 寄 生 于 人 类, 无 动 物 储 存 宿 主 TWAR 感 染 系 人 与 人 之 间 经 飞 沫 或 呼 吸 道 分 泌 物 传 播, 亦 可 在 家 庭 或 医 院 等 集 体 场 所 相 互 传 染 其 扩 散 较 为 缓 慢, 潜 伏 期 平 均 30d 左 右 TWAR 感 染 具 散 发 和 流 行 交 替 出 现 的 特 点 在 感 染 人 群 中 流 行 可 持 续 6 个 月 左 右 TWAR 是 呼 吸 道 疾 病 重 要 的 病 原 体, 主 要 引 起 青 少 年 急 性 呼 吸 道 感 染, 可 引 起 肺 炎 支 气 管 炎 咽 炎 和 鼻 窦 炎 等 起 病 缓 慢, 临 床 常 表 现 有 咽 痛 声 音 嘶 哑 等 症 状, 还 可 引 起 心 包 炎 心 肌 炎 和 心 内 膜 炎 近 年 来 还 发 现 TWAR 与 冠 状 动 脉 硬 化 和 心 脏 病 的 发 生 有 关 采 用 免 疫 组 化 分 子 生 物 学 和 电 镜 形 态 的 研 究 结 果, 证 实 在 冠 状 动 脉 粥 样 硬 化 病 灶 中 存 在 肺 炎 支 原 体 不 仅 有 肺 炎 支 原 体 类 似 的 梨 形 结 构, 而 且 其 病 理 切 片 用 抗 肺 炎 衣 原 体 特 异 性 单 克 隆 抗 体 处 理 后 呈 阳 性 有 资 料 表 明 慢 性 肺 炎 衣 原 体 感 染 及 其 形 成 的 免 疫 复 合 物, 可 能 是 冠 心 病 发 病 的 一 个 重 要 因 素, 但 还 需 要 进 一 步 研 究 微 生 物 学 检 查 法 1. 病 原 学 检 查 用 HL 和 HEp-2 细 胞 培 养 肺 炎 衣 原 体 较 易 生 长, 用 McCoy 细 胞 及 其 它 传 代 细 胞 分 离 培 养 肺 炎 衣 原 体 较 困 难, 痰 标 本 对 细 胞 有 毒 性 作 用, 通 常 取 咽 拭 标 本 或 支 气 管 肺 泡 灌 洗 液 较 好 标 本 最 好 用 膜 式 滤 菌 器 除 去 杂 菌, 不 加 抗 生 素 痰 液 和 咽 拭 均 先 涂 片, 再 以 免 疫 酶 标 法 或 直 接 免 疫 荧 光 法 检 测 肺 炎 衣 原 体 的 存 在 2. 抗 体 测 定 目 前 诊 断 TWAR 感 染 较 敏 感 的 方 法, 是 用 微 量 免 疫 荧 光 试 验 检 测 血 清 中 的 抗 体 分 别 检 测 TWAR 的 特 异 性 IgM 和 IgG 抗 体, 有 助 于 区 别 近 期 感 染 和 既 往 感 染, 也 有 利 于 区 别 原 发 感 染 和 再 感 染 ; 凡 双 份 血 清 抗 体 滴 度 增 高 4 倍 或 以 上 ; 或 单 份 血 清 IgM 抗 体 滴 度 1:16, 或 IgG 抗 体 滴 度 1:512, 可 确 定 为 急 性 感 染 212

213 3. 特 异 性 核 酸 检 测 采 用 限 切 酶 Pst I 对 TWAR DNA 酶 切 后, 可 以 获 得 一 474bp 的 核 酸 片 段, 这 是 其 它 两 种 衣 原 体 没 有 的 DNA 片 段 采 用 扩 增 DNA 的 PCR 技 术, 可 以 进 行 TWAR 特 异 性 核 酸 片 段 的 检 测 ( 贾 文 祥 ) 主 要 参 考 资 料 1. 陆 德 源 医 学 微 生 物 学 ( 第 四 版 ) 北 京 : 人 民 卫 生 出 版 社, 罗 海 波 现 代 医 学 细 菌 学 北 京 : 人 民 卫 生 出 版 社, 俞 树 荣, 陈 香 蕊 立 克 次 体 与 立 克 次 体 病 北 京 : 军 事 医 学 科 学 出 版 社, Jawetz E, Melnick JL, and Adelberg EA. Medical Microbiology, 20th ed. New Jersey: Prentice Hall, Murray PR, Rosenthal KS, Kobayashi GS, et al. Medical Microbiology, 3rd ed. Missori: Mosby Press, Topley and Wilson. Microbiology and Microbial Infections, 9th ed., Holt JG, Krieg NR, Sneath PH.A, et al. Bergeys Manual of Determinative Bacteriology, 9th ed. Baltimore: Williams & Wilkins, 1994 思 考 题 ( 第 8 章 ) 1. 致 病 性 金 黄 色 葡 萄 球 菌 具 有 哪 些 基 本 生 物 学 性 状? 2. 试 比 较 金 黄 色 葡 萄 球 菌 与 溶 血 性 链 球 菌 所 引 起 的 化 脓 性 炎 症, 各 有 何 特 点? 3. 从 疖 肿 脓 标 本 中 作 化 脓 性 球 菌 的 分 离 和 鉴 定, 应 注 意 哪 些 问 题? 4. 专 题 讨 论 : 化 脓 性 球 菌 李 XX,6 岁, 女,95 年 8 月 10 日 到 医 院 就 诊 主 诉 : 体 弱 多 病 1 年 多, 发 生 多 处 脓 肿 及 畏 寒 发 烧 半 月 此 女 孩 一 年 来 体 弱 多 病 入 院 前 一 月 脸 上 长 一 小 疖, 曾 用 手 挤 压, 此 后,3~4d 开 始 畏 寒 发 烧 曾 服 用 磺 胺 土 霉 素 四 环 素 等 未 见 好 转 两 周 以 来, 头 上 手 臂 腿 上 不 断 有 脓 肿 发 生 因 病 情 日 渐 严 重 而 急 诊 入 院 既 往 病 史 : 无 体 检 : 体 温 39.8, 脉 搏 110 次 / 分, 血 压 12/8kpa, 重 病 容, 神 志 不 清, 全 身 苍 白, 消 瘦, 发 育 及 营 养 较 差 头 皮 颈 部 左 上 臂 外 侧 右 背 下 部 臂 部 左 侧 左 下 腿 都 有 直 径 约 3~4 厘 米 大 的 脓 肿, 有 的 已 破 溃, 有 的 有 波 动 感 心 音 较 弱, 肺 部 未 闻 及 湿 鸣, 肝 脾 刚 扪 及 实 验 室 检 查 : 白 细 胞 不 高, 脓 标 本 初 步 检 查 为 革 兰 阳 性 葡 萄 球 菌 临 床 初 步 诊 断 : 脓 毒 血 症 思 考 题 : (1) 还 需 作 哪 些 微 生 物 学 检 查 以 明 确 诊 断? (2) 如 何 提 出 合 理 的 治 疗 方 案? (3) 试 分 析 病 情 发 生 发 展 的 可 能 原 因 有 哪 些? 探 讨 金 葡 菌 致 病 机 理 和 为 什 么 常 引 起 脓 毒 败 血 症 (4) 如 果 分 离 鉴 定 出 的 细 菌 为 表 皮 葡 萄 球 菌, 应 作 何 解 释? (5) 如 果 药 敏 试 验 为 甲 氧 西 林 耐 药 株, 试 述 其 耐 药 机 理 和 对 策? 213

214 思 考 题 ( 第 18 章 立 克 次 体, 第 19 章 衣 原 体 ) 1. 为 什 么 外 斐 反 应 可 以 帮 助 诊 断 立 克 次 体 病? 试 述 其 基 本 原 理? 2. 细 菌 衣 原 体 立 克 次 体 在 生 物 学 特 性 方 面 有 何 异 同 点? 为 什 么 说 衣 原 体 和 立 克 次 体 是 介 于 细 菌 和 病 毒 之 间 的 微 生 物? 3. 衣 原 体 引 起 人 类 疾 病 主 要 有 哪 些 类 型? 其 传 染 方 式 和 疾 病 表 现 有 何 特 点? 第 20 章 螺 旋 体 螺 旋 体 (spirochete) 是 一 类 细 长 柔 软 螺 旋 状 运 动 活 泼 的 原 核 细 胞 型 微 生 物 其 基 本 结 构 与 细 菌 相 似, 例 如 有 细 胞 壁 原 始 核 质, 以 二 分 裂 方 式 繁 殖 和 对 抗 生 素 等 药 物 敏 感 等 因 此, 分 类 学 上 划 归 广 义 的 细 菌 范 畴 螺 旋 体 在 自 然 界 和 动 物 体 内 广 泛 存 在, 种 类 很 多 根 据 螺 旋 体 的 大 小, 螺 旋 数 目 规 则 程 度 及 螺 旋 间 距 等, 螺 旋 体 目 可 分 为 两 个 科 螺 旋 体 科 (Spirochaetaceae) 又 分 5 个 属, 而 钩 端 螺 旋 体 科 (Leptospiraceae) 分 2 个 属 7 个 菌 属 中, 密 螺 旋 体 疏 螺 旋 体 和 钩 端 螺 旋 体 3 个 菌 属 能 引 起 人 类 的 有 关 疾 病 ( 表 20-1) 表 20-1 螺 旋 体 的 科 和 属 螺 旋 体 引 起 人 类 疾 病 病 原 体 螺 旋 体 科 脊 膜 螺 旋 体 属 (Cristispira) 不 - 蛇 形 螺 旋 体 属 (Serpulina) 不 - 螺 旋 体 属 (Spirochaeta) 不 - 密 螺 旋 体 属 (Treponema) 梅 毒 苍 白 密 螺 旋 体 苍 白 亚 种 地 方 性 梅 毒 苍 白 密 螺 旋 体 地 方 亚 种 雅 司 苍 白 密 螺 旋 体 极 细 亚 种 品 他 病 品 他 密 螺 旋 体 疏 螺 旋 体 属 (Borrelia) 流 行 性 回 归 热 回 归 热 疏 螺 旋 体 地 方 性 回 归 热 许 多 种 莱 姆 病 伯 氏 疏 螺 旋 体, 伽 氏 疏 螺 旋 体, 埃 氏 疏 螺 旋 体 钩 端 螺 旋 体 科 细 丝 体 属 (Leptonema) 不 - 钩 端 螺 旋 体 属 (Leptospira) 钩 端 螺 旋 体 病 问 号 状 钩 端 螺 旋 体 第 一 节 密 螺 旋 体 属 密 螺 旋 体 的 螺 旋 细 密 规 则 两 端 尖, 数 目 较 多 ; 包 括 致 病 性 和 非 致 病 性 两 大 类 对 人 致 病 的 密 螺 旋 体 有 苍 白 密 螺 旋 体 (T.pallidum) 和 品 他 密 螺 旋 体 (T.carateum) 两 个 种 苍 白 密 螺 旋 体 又 分 3 个 亚 种 : 苍 白 亚 种 (subsp.pallidum) 地 214

215 方 亚 种 (subsp.endemicum) 和 极 细 亚 种 (subsp.pertenue), 它 们 分 别 引 起 人 类 梅 毒 地 方 性 梅 毒 和 雅 司 品 他 密 螺 旋 体 引 起 人 类 品 他 病 梅 毒 是 性 病, 其 他 3 种 不 是 性 病 一 苍 白 密 螺 旋 体 苍 白 亚 种 俗 称 梅 毒 螺 旋 体 人 体 是 唯 一 宿 主 生 物 学 性 状 1. 形 态 与 染 色 直 径 0.10~0.15μm, 波 幅 0.3μm, 波 长 0.6μm, 全 长 7~8 μm 有 8~14 个 致 密 而 规 则 的 小 螺 旋, 两 端 尖 直 ( 图 20-1) 运 动 活 泼 图 20-1 电 镜 下 观 察, 有 细 胞 壁 和 细 胞 膜 细 胞 壁 外 尚 有 包 膜, 细 胞 膜 内 为 含 细 胞 质 和 核 质 的 螺 旋 形 原 生 质 圆 柱 体 圆 柱 体 上 紧 绕 着 3~4 根 周 浆 鞭 毛 (periplasmic flagella), 也 称 轴 丝 或 内 鞭 毛 (endoflagella), 与 运 动 有 关 运 动 方 式 多 样, 有 移 行 曲 伸 滚 动 等 革 兰 染 色 呈 阴 性, 但 不 易 着 染 Fontana 镀 银 染 色 法 可 将 螺 旋 体 染 成 棕 褐 色, 在 光 镜 下 易 于 查 见 新 鲜 标 本 不 用 染 色, 在 暗 视 野 显 微 镜 下, 可 观 察 其 形 态 和 运 动 方 式 2. 培 养 苍 白 密 螺 旋 体 苍 白 亚 种 不 能 在 无 活 细 胞 的 人 工 培 养 基 中 生 长 繁 殖 在 家 兔 上 皮 细 胞 培 养 中 能 有 限 生 长, 繁 殖 慢, 约 30h 才 分 裂 一 次, 并 只 能 维 持 数 代 原 认 为 该 螺 旋 体 严 格 厌 氧, 后 发 现 在 含 3%~4% 氧 时 生 长 最 宜 3. 抵 抗 力 苍 白 密 螺 旋 体 苍 白 亚 种 的 抵 抗 力 极 弱 对 温 度 和 干 燥 特 别 敏 感 加 热 41.5 经 1h 死 亡, 在 50 时 5min 死 亡 ; 血 液 中 的 苍 白 亚 种 螺 旋 体, 在 4 置 3d 后 可 死 亡, 因 此 4 血 库 存 放 3d 以 上 的 血 液 无 传 染 梅 毒 的 危 险 苍 白 亚 种 螺 旋 体 离 体 后 1~2h 将 死 亡 对 常 用 化 学 消 毒 剂 亦 敏 感,1%~2% 石 炭 酸 内 数 分 钟 就 死 亡 对 青 霉 素 四 环 素 红 霉 素 或 砷 剂 均 敏 感 致 病 性 与 免 疫 性 1. 致 病 物 质 苍 白 密 螺 旋 体 苍 白 亚 种 在 体 外 细 胞 培 养 中 不 可 能 大 量 繁 殖, 因 而 难 以 检 测 其 毒 性 物 质 近 来 利 用 分 子 生 物 学 技 术, 将 其 不 同 基 因 克 隆 到 大 肠 埃 希 菌, 然 后 研 究 各 个 基 因 产 物 有 无 致 病 性 迄 今 已 发 现 有 些 基 因 产 物 只 存 在 于 有 毒 菌 株 例 如 有 毒 株 产 生 可 与 宿 主 细 胞 表 面 发 生 粘 附 作 用 的 外 膜 蛋 白 ; 产 生 透 215

216 明 质 酸 酶, 利 于 菌 扩 散 到 血 管 周 围 组 织 有 毒 株 尚 能 以 宿 主 细 胞 的 纤 维 连 接 蛋 白 复 盖 于 其 表 面, 以 保 护 菌 体 勿 受 宿 主 吞 噬 细 胞 的 攻 击 梅 毒 中 出 现 的 组 织 破 坏 和 病 灶, 主 要 是 患 者 对 该 螺 旋 体 感 染 的 免 疫 损 伤 所 致 2. 所 致 疾 病 自 然 情 况 下, 苍 白 密 螺 旋 体 苍 白 亚 种 只 感 染 人 类, 人 是 梅 毒 的 唯 一 传 染 源 梅 毒 有 先 天 性 和 获 得 性 两 种, 前 者 从 母 体 通 过 胎 盘 传 染 胎 儿, 后 者 主 要 经 性 接 触 传 播 获 得 性 梅 毒, 临 床 上 分 为 三 期 ⑴ Ⅰ 期 ( 初 期 ) 梅 毒 : 感 染 后 3 周 左 右 局 部 出 现 无 痛 性 硬 下 疳 多 见 于 外 生 殖 器, 其 溃 疡 渗 出 液 中 有 大 量 苍 白 亚 种 螺 旋 体, 感 染 性 极 强 一 般 4~8 周 后, 硬 下 疳 常 自 愈 ⑵ Ⅱ 期 梅 毒 : 发 生 于 硬 下 疳 出 现 后 2~8 周 全 身 皮 肤 粘 膜 常 有 梅 毒 疹, 全 身 淋 巴 结 肿 大, 有 时 亦 累 及 骨 关 节 眼 及 其 他 脏 器 在 梅 毒 疹 和 淋 巴 结 中, 存 在 有 大 量 苍 白 亚 种 螺 旋 体 初 次 出 现 的 梅 毒 疹 经 过 一 定 时 期 后 会 自 行 消 退, 但 隐 伏 一 段 时 间 后 重 又 出 现 新 的 皮 疹 Ⅰ Ⅱ 期 传 染 性 强, 但 破 坏 性 较 小 ⑶ Ⅲ 期 ( 晚 期 ) 梅 毒 : 发 生 于 感 染 2 年 以 后, 亦 可 长 达 10~15 年 的 病 变 可 波 及 全 身 组 织 和 器 官 基 本 损 害 为 慢 性 肉 芽 肿, 局 部 因 动 脉 内 膜 炎 所 引 起 的 缺 血 而 使 组 织 坏 死 Ⅲ 期 梅 毒 损 害 也 常 进 展 和 消 退 交 替 出 现 皮 肤 肝 脾 和 骨 骼 常 被 累 及, 病 损 内 螺 旋 体 少 但 破 坏 性 大 若 侵 害 中 枢 神 经 系 统 和 心 血 管, 可 危 及 生 命 先 天 性 梅 毒, 又 称 胎 传 梅 毒 系 母 体 苍 白 亚 种 螺 旋 体 通 过 胎 盘 进 入 胎 儿 所 致, 多 发 生 于 妊 娠 4 个 月 之 后 苍 白 亚 种 螺 旋 体 经 胎 盘 进 入 胎 儿 血 流, 并 扩 散 至 肝 脾 肾 上 腺 等 大 量 繁 殖, 引 起 胎 儿 的 全 身 性 感 染, 导 致 流 产 早 产 或 死 胎 ; 或 出 生 梅 毒 儿, 呈 现 马 鞍 鼻 锯 齿 形 牙 间 质 性 角 膜 炎 先 天 性 耳 聋 等 特 殊 体 征 3. 免 疫 性 梅 毒 的 免 疫 是 感 染 性 免 疫, 即 有 苍 白 亚 种 螺 旋 体 感 染 时 才 有 免 疫 力, 一 旦 螺 旋 体 被 杀 灭, 其 免 疫 力 亦 随 之 消 失 例 如 Ⅰ 期 梅 毒 时, 硬 下 疳 未 经 治 疗 自 愈 后, 患 者 再 次 感 染 时, 不 再 形 成 硬 下 疳 因 此 时 期 螺 旋 体 已 经 入 血 呈 菌 血 症 状 态, 感 染 仍 是 存 在, 只 是 处 于 潜 伏 状 态 若 硬 下 疳 一 发 现, 即 用 有 效 药 物 及 时 治 疗, 杀 死 患 者 体 内 的 全 部 螺 旋 体 这 样, 局 部 和 血 液 都 不 存 在 有 螺 旋 体, 亦 即 感 染 与 免 疫 同 时 终 止 如 此 时 患 者 再 次 感 染, 则 其 病 程 重 新 从 Ⅰ 期 硬 下 疳 开 216

217 始 苍 白 亚 种 螺 旋 体 侵 入 机 体 后, 可 被 中 性 粒 细 胞 和 巨 噬 细 胞 吞 噬, 但 不 一 定 被 杀 死 只 有 当 特 异 性 抗 体 形 成 后, 并 在 补 体 协 同 下, 才 能 使 吞 噬 加 强 并 具 杀 伤 作 用 根 据 近 来 研 究, 表 明 在 梅 毒 免 疫 中, 细 胞 免 疫 比 体 液 免 疫 重 要 从 实 验 资 料 发 现,Ⅰ Ⅱ 期 梅 毒 病 变 中 的 细 胞 因 子 类 型 呈 现 典 型 的 Th1 细 胞 免 疫 应 答, 同 时 亦 有 CD8 CTL 参 与 微 生 物 学 检 查 法 1. 标 本 Ⅰ 期 梅 毒 取 硬 下 疳 渗 出 液,Ⅱ 期 梅 毒 取 梅 毒 疹 渗 出 液 或 局 部 淋 巴 结 抽 出 液 2. 显 微 镜 检 查 新 鲜 标 本 可 加 盖 玻 片 后, 立 即 在 暗 视 野 显 微 镜 下 检 查 苍 白 亚 种 螺 旋 体 呈 现 活 泼 的 运 动, 沿 其 长 轴 滚 动 屈 伸 旋 转 前 后 移 行 等 亦 可 将 标 本 与 荧 光 标 记 的 苍 白 亚 种 螺 旋 体 抗 体 结 合 后, 在 荧 光 显 微 镜 下 观 察 ; 或 用 ELISA 法, 在 普 通 光 学 显 微 镜 下 检 查 3. 血 清 学 诊 断 人 体 感 染 苍 白 亚 种 螺 旋 体 后, 除 产 生 特 异 性 抗 体 外 ; 还 产 生 一 种 称 为 反 应 素 (reagin) 的 抗 体 反 应 素 的 来 源 有 两 种 假 说 :1 苍 白 亚 种 螺 旋 体 表 面 存 在 的 脂 质 所 引 起 ;2 苍 白 亚 种 螺 旋 体 破 坏 宿 主 细 胞, 由 细 胞 释 放 的 脂 质 所 引 起 因 此, 梅 毒 血 清 学 试 验 有 非 密 螺 旋 体 抗 原 试 验 和 密 螺 旋 体 抗 原 试 验 两 类 ⑴ 非 密 螺 旋 体 抗 原 试 验 : 用 正 常 牛 心 肌 的 心 脂 质 (cardiolipin) 作 为 抗 原, 测 定 患 者 血 清 中 的 反 应 素 ( 抗 脂 质 抗 体 ) 最 常 用 的 有 VDRL 试 验 和 RPR 试 验 VDRL 试 验 (veneral disease research laboratory) 试 验 是 1946 年 美 国 性 病 研 究 实 验 室 创 建 的, 故 以 该 实 验 室 命 名 之 原 理 是 以 胆 固 醇 为 载 体, 包 被 上 心 脂 质, 构 成 VDRL 抗 原 微 粒 当 与 血 清 中 的 反 应 素 结 合, 就 相 互 粘 附 形 成 凝 集, 是 为 阳 性 反 应 不 发 生 凝 集 者, 为 阴 性 反 应 试 验 在 玻 片 上 进 行, 可 以 定 性 或 半 定 量, 结 果 需 用 低 倍 显 微 镜 观 察 RPR 试 验 (rapid plasma reagin) 是 VDRL 试 验 的 改 良 原 理 是 用 未 经 处 理 的 活 性 炭 颗 粒 ( 直 径 3~5μm) 吸 附 VDRL 抗 原 此 颗 粒 若 与 待 检 血 清 中 的 反 应 素 结 合, 便 形 成 黑 色 凝 集 块, 肉 眼 即 可 识 别, 不 需 低 倍 镜 观 察 试 验 在 专 用 纸 卡 的 反 应 圈 ( 内 径 18mm) 内 进 行, 亦 可 以 定 性 或 半 定 量 VDRL 和 RPR 两 种 试 验 适 用 于 大 量 过 筛 时 使 用 由 于 它 们 采 用 的 是 非 密 螺 旋 体 217

218 抗 原, 而 反 应 素 亦 可 以 在 非 密 患 者 血 清 中 出 现, 例 如 风 疹 水 痘 等 病 毒 性 感 染, 类 风 湿 性 关 节 炎 系 统 性 红 斑 狼 疮 等 自 身 免 疫 病, 麻 风 疟 疾, 以 及 吸 毒 者, 妊 娠 甚 至 个 别 健 康 人 也 可 呈 生 物 学 假 阳 性 同 时, 对 这 类 敏 感 性 很 高 特 异 性 较 差 的 非 密 螺 旋 体 抗 原 试 验 的 结 果 分 析 和 判 定 时, 必 须 结 合 临 床 资 料 ⑵ 密 螺 旋 体 抗 原 试 验 : 采 用 Nichols 株 螺 旋 体 作 为 抗 原, 测 定 血 清 中 的 螺 旋 体 特 异 抗 体, 特 异 性 强, 可 用 作 梅 毒 证 实 试 验 常 用 的 有 FTA-ABS 试 验 和 MHA-TP 试 验 FTA-ABS(fluorescent treponemal antibody-absorption) 试 验 是 一 种 间 接 荧 光 抗 体 检 测 方 法 原 理 是 先 用 Reiter 螺 旋 体 吸 收 去 患 者 血 清 中 可 能 存 在 的 螺 旋 体 杂 抗 体 后, 滴 加 到 已 吸 附 有 Nichols 株 螺 旋 体 的 玻 片 反 应 圈 内 ; 然 后 再 加 入 异 硫 氰 酸 荧 光 素 标 记 的 抗 人 IgG(FITC- 抗 人 IgG) 若 待 检 血 清 中 有 密 螺 旋 体 抗 体, 就 会 结 合 在 玻 片 上 固 着 的 Nichols 螺 旋 体 上 ; 随 后 加 入 的 FITC- 抗 人 IgG 抗 体, 又 与 结 合 在 螺 旋 体 上 的 抗 体 作 用 因 而, 在 荧 光 显 微 镜 下 可 观 察 到 发 荧 光 的 Nichols 螺 旋 体 MHA-TP(microhemagglutination assay for antibodies to Treponema pallidum) 试 验 是 一 种 微 量 间 接 血 凝 试 验 原 理 是 先 用 Reiter 螺 旋 体 吸 收 去 患 者 血 清 中 非 密 螺 旋 体 抗 体 后, 以 Nichols 株 螺 旋 体 提 取 物 致 敏 的 羊 或 鸡 红 细 胞 加 入 之 若 待 检 血 清 中 有 密 螺 旋 体 抗 体 存 在, 则 致 敏 红 细 胞 与 之 结 合 后, 在 微 量 血 凝 板 上 形 成 散 在 的 红 细 胞 凝 集 细 片, 是 为 阳 性 反 应 反 之, 待 检 血 清 不 存 在 密 特 异 抗 体 时, 致 敏 红 细 胞 不 发 生 凝 集, 这 些 未 凝 集 红 细 胞 沉 降 于 血 凝 板 孔 底 部, 呈 现 致 密 小 红 斑, 则 为 阴 性 反 应 密 螺 旋 体 抗 原 试 验 的 特 异 性 虽 强, 但 仍 不 能 区 分 雅 司 品 他 病 和 地 方 性 梅 毒 又 脓 皮 病 痤 疮 真 菌 病 银 屑 病 类 风 关 系 统 性 红 斑 狼 疮 妊 娠 吸 毒 者 等 也 可 出 现 生 物 学 假 阳 性 因 此, 这 些 试 验 的 结 果 判 定, 仍 需 结 合 临 床 资 料 来 分 析 诊 断 先 天 性 梅 毒, 应 取 脐 血 标 本 进 行 检 测 当 脐 血 的 梅 毒 抗 体 效 价 明 显 高 于 母 体 时 应 疑 及 婴 儿 感 染, 俟 后 若 效 价 恒 定 上 升, 则 提 示 新 生 儿 感 染 了 梅 毒 神 经 梅 毒 应 检 测 脑 脊 液 有 无 梅 毒 抗 体 的 存 在 近 来, 也 可 用 PCR 技 术 检 测 苍 白 亚 种 螺 旋 体 的 特 异 DNA 片 段, 或 用 免 疫 印 迹 法 测 定 与 苍 白 亚 种 螺 旋 体 特 异 抗 原 组 分 发 生 反 应 的 特 异 抗 体 218

219 防 治 原 则 梅 毒 是 一 种 性 病, 应 加 强 性 卫 生 教 育 和 严 格 社 会 管 理 梅 毒 确 诊 后, 宜 用 青 霉 素 等 药 物 及 早 予 以 彻 底 治 疗 二 其 他 密 螺 旋 体 密 螺 旋 体 属 中 与 人 类 有 关 的 尚 有 苍 白 密 螺 旋 体 地 方 亚 种 极 细 亚 种, 以 及 品 他 密 螺 旋 体, 它 们 分 别 引 起 地 方 性 梅 毒 雅 司 和 品 他 病 这 些 非 性 传 播 疾 病 大 多 发 生 于 经 济 较 落 后 地 区 的 儿 童 地 方 性 梅 毒, 也 称 Bejel 病 ( 非 性 病 性 梅 毒 ) 人 与 人 间 的 传 播 是 通 过 污 染 的 食 具 临 床 表 现 与 梅 毒 很 相 似 Ⅰ 期 口 腔 病 灶 不 易 察 觉 Ⅱ 期 损 害 有 口 咽 部 粘 膜 斑 口 角 开 裂 性 丘 疹 骨 膜 炎 和 局 部 淋 巴 结 肿 大 等 Ⅲ 期 病 变 有 皮 肤 和 骨 的 慢 性 肉 芽 肿, 可 造 成 鼻 的 破 坏 性 毁 形 心 血 管 和 中 枢 神 经 系 统 罕 有 累 及 雅 司 传 播 方 式 主 要 通 过 与 感 染 皮 肤 病 损 的 直 接 接 触 临 床 表 现 类 似 梅 毒 病 程 分 三 期, 也 有 反 复 隐 伏 和 再 发 的 特 点 Ⅰ Ⅱ 期 主 要 是 皮 肤 发 生 杨 梅 状 丘 疹, 全 身 都 有, 以 四 肢 和 头 部 为 多 Ⅲ 期 是 皮 肤 淋 巴 结 和 骨 的 破 坏 性 病 变 一 般 不 侵 犯 心 血 管 和 中 枢 神 经 系 统 品 他 病 (pinta) 主 要 危 及 皮 肤 传 播 也 是 与 病 损 皮 肤 的 直 接 接 触 所 致 1~3 周 潜 伏 期 后, 皮 肤 出 现 小 的 瘙 痒 性 丘 疹, 遍 及 面 颈 胸 腹 和 四 肢 继 而 扩 大 融 合, 表 面 脱 屑, 是 为 Ⅰ 期 品 他 疹 3~12 月 后, 出 现 Ⅱ 期 品 他 疹, 色 素 变 深 Ⅲ 期 品 他 疹 常 在 感 染 后 1~3 年 发 生, 主 要 表 现 为 皮 损 部 位 色 素 减 退, 甚 至 消 失 呈 白 瓷 色 斑 最 后 皮 肤 结 痂 变 形 品 他 病 不 累 及 粘 膜, 无 全 身 症 状, 晚 期 也 不 影 响 心 血 管 和 中 枢 神 经 系 统 上 述 三 种 疾 病 的 微 生 物 学 检 查, 可 以 从 皮 肤 标 本 中 直 接 在 暗 视 野 显 微 镜 下, 观 察 有 无 密 螺 旋 体 的 存 在 也 可 用 梅 毒 血 清 学 试 验 检 测 此 血 清 中 有 无 相 应 抗 体 的 存 在 由 于 苍 白 密 螺 旋 体 地 方 亚 种 极 细 亚 种 和 品 他 密 螺 旋 体 与 苍 白 密 螺 旋 体 苍 白 亚 种 ( 梅 毒 病 原 体 ), 在 形 态 抗 原 结 构, 甚 至 DNA 同 源 性 方 面 基 本 相 同, 无 法 将 它 们 各 个 区 别 因 此, 除 微 生 物 学 检 查 中 查 见 密 螺 旋 体 并 梅 毒 血 清 试 验 阳 性 可 辅 助 诊 断 为 密 螺 旋 体 感 染 外, 还 必 须 结 合 临 床 表 现, 才 能 确 定 是 哪 一 种 密 螺 旋 体 感 染 第 二 节 疏 螺 旋 体 属 疏 螺 旋 体 属, 亦 称 包 柔 螺 旋 体 属 8~40μm 长,0.2~0.5μm 宽 有 3~10 个 219

220 稀 疏 而 不 规 则 的 螺 旋, 呈 波 状 其 中 部 分 对 人 类 哺 乳 动 物 或 禽 类 有 致 病 性 对 人 致 病 的 主 要 有 伯 氏 疏 螺 旋 体 回 归 热 螺 旋 体, 它 们 均 通 过 吸 血 昆 虫 媒 介 而 分 别 致 莱 姆 病 (Lyme disease) 和 回 归 热 一 伯 氏 疏 螺 旋 体 伯 氏 疏 螺 旋 体 (B.burgdorferi) 是 莱 姆 病 的 病 原 体 莱 姆 病 最 初 于 1977 年 在 美 国 康 涅 狄 格 (Connecticut) 州 的 莱 姆 镇 发 现, 故 名 5 年 后 由 Burgdorfer 自 硬 蜱 (Ixodex) 体 内 分 离 出, 并 由 Burgdorfer 从 患 者 分 离 培 养 证 实 1985 年 我 国 在 黑 龙 江 省 林 区 首 次 发 现,1988 年 从 病 人 血 液 分 得 病 原 体 迄 今, 我 国 已 有 十 多 个 省 和 自 治 区 证 实 有 莱 姆 病 存 在 生 物 学 性 状 1. 形 态 与 染 色 疏 螺 旋 体, 长 11~37μm, 宽 0.18~0.25μm 两 端 稍 尖 运 动 活 泼, 有 扭 转 翻 滚 抖 动 等 多 种 方 式 在 培 养 基 中, 数 个 螺 旋 体 可 不 规 则 地 缠 绕 一 起, 呈 卷 圈 状 超 微 结 构 中, 根 据 菌 种 不 同,, 周 浆 鞭 毛 数 自 2~100 根 以 上 不 等 周 浆 鞭 毛 与 运 动 有 关 革 兰 染 色 阴 性, 但 不 易 着 染 Giemsa 或 Wright 染 色 均 佳 2. 培 养 营 养 要 求 高, 培 养 基 需 含 有 长 链 饱 和 与 不 饱 和 脂 肪 酸 葡 萄 糖 氨 基 酸 和 牛 血 清 蛋 白 等 微 需 氧,5%~10%CO 2 促 进 生 长 适 宜 温 度 为 35 生 长 慢, 在 液 体 培 养 基 中 的 分 裂 1 代 需 18h, 一 般 需 培 养 2~3 周 始 可 观 察 到 生 长 情 况 在 1% 软 琼 脂 固 体 培 养 基 中 的 菌 落 常 生 长 在 近 表 面, 呈 细 小 边 缘 整 齐, 直 径 0.40~0.45μm 的 菌 落 3. 分 类 长 期 以 来, 认 为 莱 姆 病 的 病 原 体 只 有 伯 氏 疏 螺 旋 体 一 个 种 近 来, 采 用 DNA 同 源 性 分 析 了 世 界 各 地 分 出 的 莱 姆 病 菌 株, 发 现 引 起 莱 姆 病 的 疏 螺 旋 体 至 少 有 3 个 种, 且 它 们 在 各 地 的 分 布 不 尽 相 同 1 伯 氏 疏 螺 旋 体, 主 要 是 美 国 和 欧 洲 ;2 伽 氏 疏 螺 旋 体 (B.garinii), 欧 洲 和 日 本 为 主 ;3 埃 氏 疏 螺 旋 体 (B.afelii), 亦 主 要 从 欧 洲 和 日 本 分 离 出 有 学 者 应 用 SDS-PAGE 分 析 了 伯 氏 疏 螺 旋 体 国 际 代 表 株 B31 的 蛋 白 图 谱, 将 世 界 各 地 莱 姆 病 分 离 株 与 之 比 较 发 现 美 国 菌 株 与 B31 株 主 要 蛋 白 表 型 一 致, 而 欧 洲 分 离 的 绝 大 多 数 菌 株 明 显 不 同 于 美 国 株 例 如 美 国 株 都 有 外 膜 蛋 白 OspA, 而 欧 洲 株 极 少 有 OspA 研 究 表 明, 我 国 分 离 的 大 部 分 菌 株 的 蛋 白 图 谱 更 接 近 于 220

221 欧 洲 菌 株 有 学 者 按 不 同 菌 株 在 基 因 组 上 的 异 质 性, 将 常 见 的 伯 氏 疏 螺 旋 体 分 为 3 个 基 因 种 (genospecies):1 基 因 种 Ⅰ( 代 表 株 为 B.burgdorferi sensu stricto,b31) 2 基 因 种 Ⅱ( 代 表 株 为 B.garinii sp.nov,20047)3 基 因 种 Ⅲ( 代 表 株 为 Vs461) 又 有 学 者 应 用 单 克 隆 抗 体, 对 莱 姆 病 病 原 体 外 膜 蛋 白 OspA 的 不 同 表 位 进 行 血 清 型 分 类, 认 为 可 分 成 4 种, 除 日 本 疏 螺 旋 体 (B.japonica) 不 感 染 人 外, 另 3 种 B.burgdorferi sensu stricto,b.garinii 和 B.afzelii 均 可 引 起 莱 姆 病 B.burgdorferi sensu stricto 属 于 OspA 血 清 1 型 ; 埃 氏 疏 螺 旋 体 属 于 OspA 血 清 2 型 ; 而 伽 氏 疏 螺 旋 体 有 明 显 的 异 质 性, 病 株 分 属 于 OspA 血 清 3~7 型 另 有 学 者 以 其 外 膜 蛋 白 OspC 来 分 型, 谓 至 少 可 将 莱 姆 病 分 离 株 分 成 13 个 OspC 血 清 型 鉴 于 莱 姆 病 病 原 体 存 在 着 异 质 性, 其 分 类 尚 未 取 得 统 一, 现 一 般 以 伯 氏 疏 螺 旋 体 作 为 莱 姆 病 病 原 体 的 统 称 致 病 性 与 免 疫 性 莱 姆 病 是 一 种 自 然 疫 源 性 传 染 病 储 存 宿 主 主 要 是 野 生 和 驯 养 的 哺 乳 动 物 啮 齿 类 中 的 白 足 鼠, 畜 类 中 的 鹿 更 为 重 要 主 要 传 播 媒 介 是 硬 蜱, 已 确 定 的 有 4 种 : 美 国 的 丹 敏 硬 蜱 太 平 洋 硬 蜱 ; 欧 洲 的 蓖 子 硬 蜱 和 亚 洲 的 全 沟 硬 蜱 病 原 螺 旋 体 主 要 在 蜱 的 中 肠 生 长 繁 殖 当 蜱 叮 咬 宿 主 时, 可 通 过 染 有 病 原 体 的 肠 内 容 物 返 流 唾 液 或 粪 便 而 罹 患 除 硬 蜱 外, 也 可 能 有 其 他 吸 血 昆 虫 参 与 媒 介 1. 致 病 物 质 伯 氏 疏 螺 旋 体 未 发 现 有 外 毒 素, 其 致 病 物 质 有 粘 附 素 等 侵 袭 力 和 内 毒 素 等 伯 氏 疏 螺 旋 体 具 有 粘 附 并 侵 入 某 些 组 织 细 胞 的 侵 袭 能 力 将 伯 氏 螺 旋 体 加 至 人 皮 肤 或 成 纤 维 细 胞, 可 观 察 到 螺 旋 体 粘 附 穿 入 并 在 成 纤 维 细 胞 的 胞 质 内 生 存 螺 旋 体 也 能 粘 附 到 人 脐 带 静 脉 内 皮 细 胞, 并 可 被 多 价 特 异 免 疫 血 清 或 特 异 OspB 单 克 隆 抗 体 抑 制 表 明 伯 氏 疏 螺 旋 体 表 面 存 在 有 粘 附 素 和 入 侵 功 能 的 物 质, 但 其 结 构 尚 未 完 全 确 定 伯 氏 疏 螺 旋 体 的 新 分 离 株 对 小 鼠 毒 力 强, 在 人 工 培 养 基 中 传 代 多 次 后 可 丧 失 毒 力 同 时 发 现 小 鼠 对 螺 旋 体 的 抗 吞 噬 能 力 也 大 为 减 弱, 外 膜 蛋 白 OspA 亦 随 之 消 失 OspA 可 能 与 抗 吞 噬 有 关 221

222 伯 氏 疏 螺 旋 体 细 胞 壁 中 有 LPS 组 分, 具 有 内 毒 素 作 用 2. 所 致 疾 病 人 被 疫 蜱 叮 咬 后, 伯 氏 疏 螺 旋 体 在 局 部 繁 殖 经 3~30d 潜 伏 期, 在 叮 咬 部 位 可 出 现 一 个 或 数 个 慢 性 移 行 性 红 斑 (erythema chronicum migrans, ECM) 开 始 时 为 红 色 斑 疹 或 丘 疹, 随 后 逐 渐 扩 大 形 成 一 片 大 的 圆 形 皮 损, 外 缘 有 鲜 红 边 界, 中 央 呈 退 行 性 变, 故 似 一 红 环 ; 也 可 在 皮 损 内 形 成 几 圈 新 的 环 状 红 圈, 似 枪 靶 形 皮 损 逐 渐 扩 大, 可 达 直 径 5~50cm 一 般 经 2~3 周, 皮 损 自 行 消 退, 偶 留 有 斑 痕 与 色 素 沉 着 早 期 尚 可 有 乏 力 头 痛 发 热 肌 痛 等 未 经 治 疗 的 莱 姆 病 病 人, 约 80% 可 发 展 至 晚 期, 时 间 快 慢 不 一, 快 的 在 发 病 后 1 周 内 出 现, 慢 的 可 超 过 2 年 晚 期 主 要 表 现 为 慢 性 关 节 炎 慢 性 神 经 系 统 或 皮 肤 异 常 莱 姆 病 患 者 的 个 体 差 异 明 显, 轻 者 可 为 亚 临 床 感 染 或 仅 累 及 一 个 系 统, 重 者 可 同 时 出 现 皮 肤 神 经 系 统 关 节 心 脏 等 多 脏 器 损 害 任 何 一 个 系 统 的 受 累 均 可 呈 暂 时 性 再 发 和 慢 性 化 特 点 不 同 地 区 可 有 不 同 临 床 特 征, 如 在 美 国, 关 节 炎 较 多 见, 而 欧 洲 则 以 神 经 系 统 改 变 更 常 见, 此 可 能 与 不 同 菌 株 有 关 3. 免 疫 性 当 移 行 性 红 斑 形 成 后, 皮 损 中 的 伯 氏 螺 旋 体 数 量 不 多, 这 已 由 分 离 培 养 和 PCR 技 术 予 以 证 实 在 晚 期, 临 床 标 本 亦 难 以 分 离 出 螺 旋 体 因 此, 菌 量 如 此 少 却 能 使 疗 程 持 续 进 展 深 受 学 者 注 目 有 报 道 谓 伯 氏 疏 螺 旋 体 进 入 宿 主 体 后, 能 激 发 巨 噬 细 胞 等 使 之 产 生 IL-1 IL-6 和 TNF 等 细 胞 因 子 ; 亦 能 活 化 补 体 替 代 途 径, 释 放 C3a C5a 等 炎 症 介 质 促 使 炎 症 的 发 生, 既 造 成 机 体 的 损 伤, 但 亦 有 对 宿 主 有 益 的 免 疫 防 御 作 用 伯 氏 螺 旋 体 的 抗 原 性 比 较 稳 定, 在 体 内 形 成 的 特 异 性 抗 体 是 清 除 它 们 的 主 要 免 疫 机 制 微 生 物 学 检 查 法 由 于 伯 氏 疏 螺 旋 体 在 莱 姆 病 的 整 个 病 程 中 数 量 较 少, 因 此 直 接 镜 检 和 分 离 培 养 一 般 不 做, 主 要 依 靠 血 清 学 试 验 和 分 子 生 物 学 技 术 来 诊 断 莱 姆 病 使 用 最 广 泛 的 是 免 疫 荧 光 法 和 ELISA 因 ELISA 在 莱 姆 病 的 各 期 均 较 敏 感 和 特 异, 更 受 到 选 用 IgM 抗 体 在 移 行 性 红 斑 出 现 后 2~4 周 形 成,6~8 周 达 峰 值, 一 般 在 4~6 月 后 恢 复 正 常 在 持 续 性 感 染 患 者,IgM 保 持 高 水 平 IgG 抗 体 出 现 较 迟, 其 峰 值 在 发 病 后 4~6 月, 并 持 续 至 病 程 的 晚 期 若 脑 脊 液 中 查 有 特 异 抗 体, 表 示 中 枢 神 经 系 统 已 被 累 及 222

223 ELISA 阳 性 时, 需 用 蛋 白 印 迹 分 析 其 特 异 性 IgM 抗 体 的 主 要 靶 抗 原 是 41kDa 的 鞭 毛 抗 原,IgG 抗 体 的 靶 抗 原 则 为 31kDa OspA 34kDa OspB 21kDa OspC 和 60kDa 热 休 克 蛋 白 由 于 伯 氏 疏 螺 旋 体 与 苍 白 密 螺 旋 体 等 在 抗 原 结 构 上 有 共 同 部 分, 生 物 学 假 阳 性 难 以 避 免 又 引 起 莱 姆 病 的 螺 旋 体 不 只 一 种, 特 异 靶 抗 原 随 不 同 菌 株 而 异 因 此,ELISA 和 蛋 白 印 迹 分 析 所 得 结 果, 仍 需 结 合 临 床 资 料 判 定 近 来 又 有 试 用 更 特 异 的 PCR 技 术, 来 检 测 疏 螺 旋 体 特 异 DNA 进 行 莱 姆 病 诊 断 的 防 治 原 则 疫 区 工 作 人 员 要 加 强 个 人 保 护, 避 免 硬 蜱 叮 咬 化 学 灭 活 全 疫 苗, 1992 年 已 获 准 在 美 国 家 犬 中 使 用 研 制 中 的 人 用 侯 选 菌, 主 要 是 重 组 单 一 蛋 白 疫 苗 研 究 最 多 的 伯 氏 疏 螺 旋 体 OspA 和 OspC, 存 在 的 问 题 是 OspA 变 异 多 又 缺 乏 OspA 和 OspB 的 伯 氏 疏 螺 旋 体 突 变 株, 在 动 物 实 验 中 亦 可 产 生 保 护 性 免 疫 二 回 归 热 疏 螺 旋 体 回 归 热 是 由 多 种 疏 螺 旋 体 引 起 的 急 性 传 染 病 其 临 床 特 点 为 急 起 急 退 的 高 热, 全 身 肌 肉 酸 痛,1 次 或 多 次 复 发, 肝 脾 肿 大, 重 症 可 出 现 黄 疸 和 出 血 倾 向 根 据 回 归 热 传 播 媒 介 昆 虫 的 不 同, 可 分 为 两 类 一 为 虱 传 回 归 热, 或 称 流 行 性 回 归 热, 其 病 原 体 为 回 归 热 疏 螺 旋 体 (B.recurrentis) 另 一 为 蜱 传 回 归 热, 又 称 地 方 性 回 归 热, 其 病 原 体 多 至 15 种, 例 如 杜 通 疏 螺 旋 体 (B.duttonii) 赫 姆 斯 疏 螺 旋 体 (B.hermsii) 等 我 国 流 行 的 回 归 热 主 要 是 虱 传 型 流 行 性 回 归 热 主 要 通 过 人 体 虱 在 人 类 中 传 播 当 虱 吸 吮 病 人 血 液 后, 螺 旋 体 从 中 肠 进 入 血 淋 巴 大 量 繁 殖, 不 进 入 唾 液 或 卵 巢 人 被 虱 叮 咬 后, 因 抓 痒 将 虱 压 碎, 螺 旋 体 经 皮 肤 创 伤 进 入 人 体 螺 旋 体 在 人 血 流 中 大 量 繁 殖, 数 量 可 高 达 10 万 条 /mm 3 患 者 高 热, 持 续 3~4d 后, 热 退 ; 隔 1 周 左 右, 又 高 热 如 此 反 复 发 作 3~9 次, 亦 有 多 达 14 次 者 其 机 制 是 螺 旋 体 外 膜 蛋 白 易 发 生 变 异 之 故 蜱 传 回 归 热 主 要 通 过 软 蜱 传 播, 储 存 宿 主 是 啮 齿 类 动 物 螺 旋 体 在 蜱 的 体 腔 唾 液 粪 便 内 均 可 存 在, 且 经 卵 传 代 故 蜱 叮 咬 人 后, 病 原 体 可 直 接 从 皮 肤 创 口 注 入 体 内 蜱 传 回 归 热 的 病 程 和 临 床 表 现 与 虱 传 型 相 似, 只 是 病 程 较 短 症 状 较 轻 回 归 热 的 免 疫 机 制 主 要 是 以 特 异 性 抗 体 为 主 的 体 液 免 疫 当 第 一 次 高 热 消 退 223

224 前, 患 者 血 清 中 已 出 现 特 异 的 IgM 类 抗 体 这 些 抗 体 与 补 体 协 同 作 用 可 裂 解 螺 旋 体, 清 除 血 流 中 的 螺 旋 体 但 隐 匿 在 内 部 组 织 的 螺 旋 体, 其 外 膜 蛋 白 可 因 编 码 基 因 重 排 形 成 新 的 突 变 株, 逃 逸 初 次 感 染 病 原 体 特 异 抗 体 的 攻 击 当 这 些 突 变 株 繁 殖 至 一 定 数 量, 则 引 起 第 二 次 高 热 如 此 多 次, 直 至 螺 旋 体 的 突 变 类 型 不 再 超 越 宿 主 产 生 的 多 种 特 异 性 抗 体 的 范 围 为 止 回 归 热 的 微 生 物 学 检 查 法 主 要 采 取 发 热 期 血 液, 直 接 涂 片 后 进 行 Giemsa 或 Wright 染 色, 在 光 镜 下 可 查 见 比 红 细 胞 长 数 倍 的 螺 旋 体 ( 图 20-2) 图 20 2 三 奋 森 疏 螺 旋 体 奋 森 疏 螺 旋 体 (B.vincentii) 的 形 态 与 回 归 热 疏 螺 旋 体 类 似 正 常 情 况 下, 与 梭 形 梭 杆 菌 (Fusobecterium fusiforme) 寄 居 于 人 类 口 腔 牙 龈 部 当 机 体 免 疫 功 能 下 降, 则 这 两 种 菌 大 量 繁 殖, 协 同 引 起 奋 森 咽 峡 炎 牙 龈 炎 口 腔 坏 疽 等 微 生 物 学 检 查 法 可 采 取 局 部 病 变 材 料, 直 接 涂 片, 革 兰 染 色 镜 检 可 观 察 到 螺 旋 体 和 梭 杆 菌 并 存, 两 者 均 呈 革 兰 阴 性 反 应 第 三 节 钩 端 螺 旋 体 属 钩 端 螺 旋 体 的 螺 旋 较 密 螺 旋 体 的 更 多 更 细 密 而 规 则, 一 端 或 两 端 弯 曲 钩 状, 故 名 钩 端 螺 旋 体 属 细 菌 很 多, 可 分 为 两 个 种 Ⅰ 种 为 问 号 状 钩 端 螺 旋 体 (L.interrogans), 对 人 致 病 的 属 于 此 种 Ⅱ 种 为 双 曲 钩 端 螺 旋 体 (L.biflexa), 为 腐 生 性 菌, 对 人 不 致 病 一 生 物 学 性 状 形 态 与 染 色 大 小 0.1~0.2 6~12μm. 螺 旋 细 密 规 则, 形 似 细 小 珍 珠 排 列 的 细 链 一 端 或 两 端 呈 钩 状 运 动 活 泼, 常 使 菌 体 呈 C S 或 8 字 形 ( 图 ) 图 20-3 图 20-4 钩 端 螺 旋 体 的 最 外 层 为 外 膜, 其 内 为 螺 旋 状 的 肽 聚 糖 层 和 细 胞 膜 包 绕 的 圆 柱 状 原 生 质 在 外 膜 与 肽 聚 糖 层 间 有 两 根 周 浆 鞭 毛, 每 根 各 自 菌 体 一 端 伸 展 至 中 央 224

225 但 不 重 叠 革 兰 染 色 阴 性, 但 不 易 着 染 常 用 Fontana 镀 银 染 色 法, 钩 端 螺 旋 体 被 染 成 棕 褐 色 培 养 特 性 需 氧 或 微 需 氧 营 养 要 求 复 杂, 常 用 Korthof 培 养 基, 内 含 基 本 成 分 外, 尚 需 加 10% 兔 血 清 或 牛 血 清 血 清 除 促 进 钩 端 螺 旋 体 生 长 外, 尚 有 中 和 其 代 谢 过 程 中 产 生 的 毒 性 物 质 适 宜 生 长 温 度 为 28~30, 若 11~13 能 生 长 的 为 非 致 病 的 双 曲 钩 端 螺 旋 体 最 适 ph7.2~7.6,<ph6.5 死 亡, 最 高 能 耐 ph8.4 钩 端 螺 旋 体 在 人 工 培 养 基 中 生 长 缓 慢 在 液 体 培 养 基 中, 分 裂 一 次 需 6~8h; 28 孵 育 1~2 周, 液 体 培 养 基 呈 半 透 明 云 雾 状 生 长 在 固 体 培 养 基 上, 经 28 孵 育 1~3 周, 可 形 成 透 明 不 规 则 直 径 <2mm 的 扁 平 细 小 菌 落 如 将 琼 脂 浓 度 减 至 0.8%~1.0%, 则 3~10d 孵 育 后, 在 培 养 基 表 面 下 形 成 针 尖 大 小 的 半 圆 形 菌 落 抵 抗 力 钩 端 螺 旋 体 对 热 抵 抗 力 弱,60 1min 即 死 亡 0.2% 来 苏 1:2000 升 汞 1% 石 炭 酸 经 10~30min 被 杀 灭 对 青 霉 素 敏 感 在 湿 土 或 水 中 可 存 活 数 月, 这 在 传 播 上 有 重 要 意 义 分 类 1. 抗 原 分 类 ⑴ 属 特 异 性 抗 原 (genus-specific protein antigen,gp-ag): 只 存 在 于 钩 端 螺 旋 体 属 中, 细 丝 体 属 无 此 抗 原 故 GP-AG 有 助 于 钩 端 螺 旋 体 病 的 血 清 学 诊 断, 也 可 用 于 钩 端 螺 旋 体 科 的 分 类. ⑵ 群 特 异 性 抗 原 (serogroup-specific antigen): 系 菌 体 类 脂 多 糖 复 合 物 ⑶ 型 特 异 性 抗 原 (serovar-specific antigen): 系 表 面 抗 原, 为 多 糖 蛋 白 复 合 物 应 用 显 微 镜 凝 集 试 验 (microscopic agglutination test,mat) 和 凝 集 素 吸 收 试 验 (agglutination absorption test,aat), 可 将 钩 端 螺 旋 体 属 进 行 血 清 群 和 血 清 型 的 分 类 目 前 问 号 状 钩 端 螺 旋 体 至 少 可 分 为 25 个 血 清 群 273 个 血 清 型, 其 中 有 我 国 学 者 发 现 的 237 个 血 清 型 迄 今, 我 国 已 发 现 的 致 病 性 钩 端 螺 旋 体 至 少 有 19 个 血 清 群 74 个 血 清 型 ( 表 20-2), 是 发 现 血 清 型 最 多 的 国 家 表 20-2 我 国 已 发 现 的 钩 端 螺 旋 体 血 清 群 和 型 225

226 血 清 群 黄 疸 出 血 (L.icterohaemorrhageae) 爪 哇 (L.javanica) 犬 (L.canicola) 拜 伦 (L.ballum) 致 热 (L.pyrogenes) 秋 季 热 (L.autumnalis) 澳 洲 (L.australis) 波 摩 那 (L.pomona) 流 感 伤 寒 (L.grippotyphosa) 七 日 热 (L.hebdomadis) 赛 罗 (L.sejroe) 巴 达 维 亚 (L.bataviae) 曼 耗 (L.manhos) 明 尼 (L.mani) 萨 明 (L.sarmin) 赛 尔 东 尼 (L.celledoni) 塔 拉 索 夫 (L.tarassovi) 蛙 (L.ranarum) 四 川 (L.sichuna) 血 清 型 赖 * 哥 本 哈 根 黄 胆 出 血 纳 姆 红 河 * * 南 溪 爪 哇 德 宏 * 勐 腊 * 勐 润 * 雅 安 * 镇 康 * * 勐 玛 * 犬 频 德 吉 琼 斯 渡 口 * 拜 伦 广 东 * 致 热 阿 不 赖 姆 斯 蔡 升 尼 孟 连 秋 季 斑 金 南 福 特 - 布 拉 格 摩 尔 斯 拉 赫 马 特 苏 门 答 腊 南 * 腊 注 :* 为 我 国 分 离 的 新 血 清 群 或 血 清 型, 均 按 国 际 标 准 鉴 定 * 澳 洲 乳 山 昆 明 * 波 摩 那 临 海 两 广 * 流 感 伤 寒 七 日 热 曼 庄 * 龙 南 * * 南 定 巴 尔 干 溶 血 哈 焦 棉 兰 萨 可 斯 可 宾 屈 林 台 德 乌 尔 夫 * 金 巴 叶 赞 巴 达 维 亚 清 水 * 绿 水 * 曼 耗 * 临 沧 * * 黎 川 明 尼 云 南 * 河 口 * * 南 定 威 维 里 恩 霍 海 南 * * 怀 特 康 勐 定 哥 埃 达 摩 尔 达 维 亚 培 拉 索 夫 云 县 * 宁 夏 * 版 纳 * 耿 马 * * 勐 棒 * 平 昌 * 四 川 2.DNA 分 类 应 用 DNA 杂 交 技 术 对 不 同 钩 端 螺 旋 体 株 进 行 DNA 同 源 性 分 析, 可 将 腐 生 性 的 双 曲 钩 端 螺 旋 体 分 成 3 个 基 因 种, 致 病 性 的 问 号 状 钩 端 螺 旋 体 分 成 7 个 基 因 种 二 致 病 性 与 免 疫 性 致 病 物 质 钩 端 螺 旋 体 具 有 类 似 细 菌 外 毒 素 和 内 毒 素 的 致 病 物 质 1. 内 毒 素 样 物 质 (endotoxin-like substance, ELS) 或 称 脂 多 糖 样 物 质 (lipopolysaccharide-like substance,lls) 钩 端 螺 旋 体 的 细 胞 壁 中 含 有 类 似 革 兰 阴 性 菌 的 脂 多 糖 物 质 经 动 物 试 验, 其 引 起 的 病 理 变 化 与 典 型 的 内 毒 素 相 似, 只 是 活 性 较 低 重 症 患 者 表 现 的 症 状 与 病 变 亦 与 革 兰 阴 性 菌 内 毒 素 血 症 类 同 这 种 ELS 与 革 兰 阴 性 菌 的 内 毒 素 LPS, 在 结 构 上 有 一 定 差 异 例 如 ELS 缺 乏 2- 酮 -3 脱 氧 辛 糖 酸 (KDO), 脂 质 A 不 含 3- 羟 基 豆 蔻 酸, 这 些 可 能 与 ELS 的 毒 性 较 低 有 关 2. 溶 血 素 波 摩 那 型 犬 型 七 日 热 型 等 钩 端 螺 旋 体 培 养 物 上 清 液, 有 溶 血 素 产 生, 能 破 坏 红 细 胞 膜 而 溶 血 注 射 入 小 羊, 可 出 现 贫 血 出 血 肝 肿 大 黄 疸 和 血 尿 溶 血 素 不 耐 热,56 经 30 失 活 对 氧 稳 定, 可 被 胰 蛋 白 酶 破 坏 有 认 为 溶 血 素 的 本 质 是 鞘 磷 酶 C 226

227 3. 细 胞 毒 性 因 子 (cytotoxicity factor,ctf) 钩 端 螺 旋 体 患 者 急 性 期 血 浆 中 存 在 有 一 种 CTF, 将 之 注 射 小 鼠, 可 出 现 肌 肉 痉 挛 呼 吸 困 难 而 死 亡 症 状 与 钩 端 螺 旋 体 接 种 至 金 地 鼠 临 死 前 的 症 状 相 同 钩 端 螺 旋 体 无 毒 株 不 产 生 CTF 另 发 现 致 病 钩 端 螺 旋 体 能 产 生 一 种 细 胞 致 病 作 用 (cytopathic effect,cpe) 物 质 56 经 30 被 破 坏 注 射 入 家 兔, 可 形 成 红 斑 和 水 肿 所 致 疾 病 钩 端 螺 旋 体 病 是 一 种 人 畜 共 患 传 染 病 我 国 已 从 50 多 种 动 物 中 检 出 有 致 病 性 钩 端 螺 旋 体, 其 中 以 鼠 类 和 猪 为 主 要 储 存 宿 主, 蛇 鸡 鸭 鹅 蛙 兔 等 亦 可 能 是 储 存 宿 主 动 物 感 染 钩 端 螺 旋 体 后, 大 多 呈 隐 性 感 染, 不 发 病 但 在 肾 脏 中 长 期 存 在, 持 续 随 尿 不 断 排 菌, 污 染 水 源 和 土 壤 人 类 与 污 染 的 水 或 土 壤 接 触 而 受 感 染 钩 端 螺 旋 体 也 可 通 过 胎 盘 垂 直 感 染 胎 儿, 导 致 流 产 ; 偶 有 经 哺 乳 传 给 婴 儿 或 吸 血 昆 虫 传 播 钩 端 螺 旋 体 纤 细 运 动 极 为 活 泼, 能 穿 透 完 整 的 粘 膜 或 经 皮 肤 破 损 处 进 入 人 体 病 原 体 进 入 后, 即 在 局 部 迅 速 繁 殖, 并 经 淋 巴 系 统 或 直 接 进 入 血 循 环 引 起 菌 血 症 由 于 钩 端 螺 旋 体 的 血 清 型 别 不 同 毒 力 不 一, 宿 主 免 疫 水 平 差 异, 临 床 表 现 轻 重 相 差 甚 大 轻 者 似 感 冒, 仅 出 现 轻 微 的 自 限 性 发 热 ; 重 者 可 有 明 显 的 肝 肾 中 枢 神 经 系 统 损 害, 肺 大 出 血, 甚 至 死 亡 钩 端 螺 旋 体 病 的 特 点 是 起 病 急 高 热 乏 力 全 身 酸 痛 眼 结 膜 充 血 腓 肠 肌 压 痛 表 浅 淋 巴 结 肿 大 等 免 疫 性 致 病 性 钩 端 螺 旋 体 进 入 人 体 后, 中 性 粒 细 胞 不 能 吞 噬 病 菌, 单 核 - 巨 噬 细 胞 可 以 吞 噬 若 病 菌 数 量 少 毒 力 低, 病 菌 被 完 全 或 大 部 分 杀 灭, 则 感 染 不 形 成 或 呈 隐 性 感 染 状 态 发 病 后 1~2 周, 随 着 特 异 性 抗 体 的 产 生 并 逐 渐 增 多, 使 吞 噬 细 胞 的 吞 噬 和 杀 伤 效 率 大 为 加 强, 血 循 环 中 的 钩 端 螺 旋 体 迅 速 被 清 除 但 抗 体 等 对 侵 入 肾 脏 的 病 菌 作 用 较 小, 它 们 能 在 肾 小 管 等 组 织 中 继 续 有 一 定 程 度 的 繁 殖 和 经 尿 排 菌, 一 般 排 菌 在 半 年 左 右 三 微 生 物 学 检 查 法 病 原 体 检 测 发 病 10 内 取 血 液 ;1 周 后 取 尿 液, 有 时 可 长 达 至 3 个 月 ; 有 脑 膜 刺 激 者 取 脑 脊 液 1. 直 接 镜 检 将 标 本 行 差 速 离 心 集 菌 后 作 暗 视 野 检 查, 或 用 Fontana 镀 银 法 染 色 后 镜 检 也 可 用 免 疫 荧 光 法 或 免 疫 酶 染 色 法 检 查 227

228 2. 分 离 与 鉴 定 将 标 本 接 种 至 Korthof 培 养 基, 置 28 孵 育 多 数 阳 性 标 本 在 2 周 内 可 见 培 养 液 呈 轻 度 混 浊, 然 后 以 暗 视 野 显 微 镜 检 查 有 无 钩 端 螺 旋 体 存 在 若 有, 则 用 已 知 诊 断 血 清 诊 断 鉴 定 其 血 清 群 和 血 清 型 分 离 培 养 标 本 应 连 续 观 察 至 4 个 月, 仍 无 生 长 者 始 判 定 为 阴 性 3. 动 物 接 种 是 分 离 钩 端 螺 旋 体 的 敏 感 方 法, 尤 其 适 用 于 有 杂 菌 污 染 的 标 本 方 法 是 将 标 本 接 种 于 幼 龄 豚 鼠 或 金 地 鼠 腹 腔 接 种 3~5d 后, 可 用 暗 视 野 显 微 镜 检 查 腹 腔 液 ; 亦 可 在 接 种 后 3~6d 取 心 血 检 查 并 作 分 离 培 养 动 物 死 后 解 剖, 可 见 皮 下 肺 部 等 有 大 小 不 等 的 出 血 斑, 肝 脾 脏 器 中 有 大 量 钩 端 螺 旋 体 存 在 4. 分 子 生 物 学 方 法 采 用 同 位 素 或 生 物 素 地 高 辛 标 记 的 特 异 DNA 探 针 法, 其 检 出 标 本 中 钩 端 螺 旋 体 的 特 异 性 敏 感 性 均 优 于 培 养 法, 且 得 出 结 果 快 速 若 先 用 PCR 技 术 将 特 异 DNA 片 段 先 行 扩 增, 再 用 探 针 确 定, 则 灵 敏 度 更 可 提 高 例 如 单 用 DNA 探 针 技 术, 可 测 出 200 条 左 右 的 钩 端 螺 旋 体, 加 用 PCR 扩 增 后, 则 少 至 10 条 病 原 体 就 可 检 出 血 清 学 诊 断 应 采 取 病 程 早 晚 期 双 份 血 清, 一 般 在 病 初 和 发 病 后 第 3~4 周 各 采 一 次 有 脑 膜 刺 激 症 状 者 采 取 脑 脊 液 检 测 特 异 抗 体 1. 显 微 镜 凝 集 试 验 (MAT) 或 称 凝 溶 试 验 钩 端 螺 旋 体 与 相 应 的 特 异 性 抗 体 结 合, 可 发 生 凝 集 现 象, 在 暗 视 野 显 微 镜 下 明 显 可 见 但 当 补 体 效 价 高 时, 则 在 补 体 的 参 与 下, 出 现 溶 解 反 应 MAT 有 较 高 的 特 异 性 和 敏 感 性, 但 需 用 不 同 血 清 型 别 的 活 钩 端 螺 旋 体 来 作 为 已 知 抗 原 进 行 检 测 2. 间 接 凝 集 试 验 以 乳 胶 ( 聚 苯 乙 烯 ) 或 活 性 炭 微 粒 为 载 体, 吸 附 钩 端 螺 旋 体 可 溶 性 抗 原 作 为 指 示 物 当 这 些 以 特 异 抗 原 致 敏 的 载 体 与 病 人 血 清 中 的 相 应 抗 体 结 合 后, 就 出 现 凝 集 现 象, 是 为 阳 性 反 应 间 接 凝 集 试 验 结 果 可 用 肉 眼 直 接 观 察 以 上 各 项 血 清 学 试 验 有 助 于 钩 端 螺 旋 体 病 的 诊 断 MAT 抗 体 效 价 >1:300, 炭 粒 凝 集 效 价 >1:8 乳 胶 凝 集 效 价 >1:2, 可 判 为 阳 性 但 若 第 2 次 采 血 测 定 效 价 呈 4 倍 或 以 上 增 长 者, 临 床 意 义 更 大 四 防 治 原 则 钩 端 螺 旋 体 病 是 一 种 人 畜 共 患 病, 要 做 好 防 鼠 灭 鼠 工 作, 以 及 加 强 对 带 菌 家 畜 的 管 理 228

229 在 常 年 流 行 地 区, 对 易 感 人 群 和 与 疫 水 接 触 者 宜 接 种 包 含 当 地 流 行 株 在 内 的 多 价 钩 端 螺 旋 体 疫 苗 目 前 沿 用 的 是 多 价 全 细 胞 死 疫 苗, 只 要 疫 苗 株 的 血 清 型 与 流 行 株 一 致, 有 肯 定 预 防 效 果 但 因 接 种 量 大 接 种 需 多 次, 而 全 菌 中 带 有 免 疫 预 防 无 关 的 组 分, 因 而 有 副 反 应 较 大 等 不 足 为 此, 国 内 外 均 在 研 究 新 一 代 的 钩 端 螺 旋 体 疫 苗 我 国 研 制 的 钩 端 螺 旋 体 外 膜 疫 苗, 经 过 动 物 保 护 试 验 毒 力 试 验 和 安 全 试 验, 皆 获 得 满 意 结 果 经 志 愿 者 试 验, 接 种 后 无 反 应 或 反 应 极 为 轻 微 免 疫 后 1~3 个 月, 血 清 特 异 抗 体 明 显 上 升, 持 续 时 间 长 以 后, 在 此 第 一 代 外 膜 疫 苗 研 究 基 础 上, 对 培 养 基 和 生 产 工 艺 作 了 较 大 改 进, 制 成 了 第 2 代 外 膜 疫 苗 动 物 试 验 表 明, 接 种 100μg 量 即 可 获 得 保 护 作 用 人 体 接 种 后, 副 反 应 轻 微, 一 次 免 疫 后 特 异 抗 体 明 显 升 高, 免 疫 后 3 个 月, 抗 体 下 降 慢 于 全 疫 苗, 提 示 第 2 代 钩 端 螺 旋 体 外 膜 蛋 白 疫 苗 可 以 替 代 传 统 的 全 疫 苗, 成 为 预 防 钩 端 螺 旋 体 的 较 理 想 的 新 一 代 疫 苗 其 他 研 究 中 的 新 钩 端 螺 旋 体 新 疫 苗, 尚 有 以 其 LPS 或 LPS 与 白 喉 类 毒 素 偶 联 物 作 为 免 疫 原 的 小 鼠 实 验 发 现 两 者 免 疫 后 第 4 周 出 现 特 异 抗 体,6~8 周 时 抗 体 效 价 达 峰 值, 但 LPS 与 白 喉 类 毒 素 偶 联 物 产 生 的 抗 体 效 价 要 比 单 独 LPS 的 高 15~100 倍 表 明 钩 端 螺 旋 体 LPS 或 与 白 喉 类 毒 素 偶 联 后, 亦 有 可 能 成 为 预 防 钩 端 螺 旋 体 病 的 侯 选 新 疫 苗, 值 得 进 一 步 深 入 研 究 ( 陆 德 源 ) 第 二 篇 真 菌 学 第 21 章 真 菌 学 概 述 真 菌 (fungus) 是 一 种 真 核 细 胞 型 微 生 物 有 典 型 的 细 胞 核 和 完 善 的 细 胞 器 不 含 叶 绿 素 无 根 茎 叶 的 分 化 真 菌 广 泛 分 布 于 自 然 界, 种 类 繁 多, 有 10 余 万 种 大 多 对 人 无 害, 有 的 甚 至 有 益 如 食 用 蕈 类, 有 的 真 菌 用 于 生 产 抗 生 素 和 酿 酒 等 引 起 人 类 疾 病 的 约 300 余 种, 包 括 致 病 条 件 致 病 产 毒 以 及 致 癌 的 真 菌 近 年 来 真 菌 感 染 明 显 上 升 这 与 滥 用 抗 生 素 引 起 菌 群 失 调 和 应 用 激 素 抗 癌 药 物 导 致 免 疫 低 下 有 关, 应 引 起 注 意 与 医 学 有 关 的 真 菌 有 四 个 亚 门 :1 接 合 亚 门 (Zygomycotina), 绝 大 多 数 为 无 隔 多 核 菌 丝 体, 属 条 件 致 病 性 真 菌, 如 毛 霉 根 霉 等 2 子 囊 菌 亚 门 (Ascomycotina), 具 有 子 囊 和 子 囊 孢 子, 如 芽 生 菌 属 组 织 胞 浆 菌 属 小 孢 子 菌 属 及 酵 母 菌 属 等 3 担 子 菌 亚 门 (Basidiomycotina), 具 有 担 子 和 担 孢 子, 如 食 用 菌 蘑 菇 灵 芝 以 及 致 病 性 新 生 隐 球 菌 等 4 半 知 菌 亚 门 (Deutermycotina 或 fungus imperfecti), 对 此 类 菌 生 活 史 了 解 不 完 全, 未 发 现 其 有 性 阶 段, 故 称 之 为 半 知 菌 在 医 学 上 有 重 要 意 义 的 真 菌 绝 大 部 分 在 半 知 菌 亚 门 中, 如 球 孢 子 菌 属 和 假 丝 酵 母 菌 属 最 新 的 真 菌 分 类 是 将 真 菌 界 分 为 4 个 门, 即 接 合 菌 门 (Zycomycota) 担 子 菌 门 (Basidomycota) 子 囊 菌 门 (Ascomycota) 和 壶 菌 门 (Chytridiomycota), 而 将 原 半 知 菌 亚 门 中 的 真 菌 划 分 到 前 229

230 3 个 门 中 第 一 节 真 菌 的 生 物 学 性 状 真 菌 可 分 单 细 胞 和 多 细 胞 两 类 单 细 胞 真 菌 呈 圆 形 或 卵 圆 形, 称 酵 母 菌 (yeast) 多 细 胞 真 菌 大 多 长 出 菌 丝 和 孢 子, 交 织 成 团, 称 丝 状 菌 (filamentous fungus), 又 称 霉 菌 (mold) 有 些 真 菌 可 因 环 境 条 件 的 改 变, 而 两 种 形 态 发 生 互 变, 称 为 二 相 性 (dimorphic), 如 球 孢 子 菌 组 织 胞 浆 菌 芽 生 菌 和 孢 子 丝 菌 等 这 些 真 菌 在 体 内 或 在 含 有 动 物 蛋 白 的 培 养 基 上 37 培 养 时 呈 酵 母 菌 型, 在 普 通 培 养 基 上 25 培 养 时 则 呈 丝 状 菌 形 态 与 结 构 真 菌 比 细 菌 大 几 倍 至 几 十 倍 结 构 比 细 菌 复 杂 细 胞 壁 不 含 肽 聚 糖, 主 要 由 多 糖 (75%) 与 蛋 白 质 (25%) 组 成 多 糖 主 要 为 几 丁 质 的 微 原 纤 维, 缺 乏 肽 聚 糖, 故 真 菌 不 受 青 霉 素 或 头 孢 菌 素 的 作 用 真 菌 的 细 胞 膜 与 细 菌 的 区 别 在 于 真 菌 含 固 醇 (sterol) 而 细 菌 无 单 细 胞 真 菌 呈 圆 形 或 卵 圆 形, 常 见 于 酵 母 菌 或 类 酵 母 菌, 对 人 致 病 的 主 要 有 新 生 隐 球 菌 和 白 假 丝 酵 母 菌 这 类 真 菌 以 出 芽 方 式 繁 殖, 芽 生 孢 子 成 熟 后 脱 落 成 独 立 个 体 多 细 胞 丝 状 真 菌 能 长 出 菌 丝, 菌 丝 延 伸 分 枝, 有 的 菌 丝 上 长 出 孢 子 各 种 丝 状 菌 长 出 的 菌 丝 和 孢 子 形 态 不 同, 是 鉴 别 真 菌 的 重 要 标 志 1. 菌 丝 (hypha) 真 菌 的 孢 子 以 出 芽 方 式 繁 殖 在 环 境 适 宜 情 况 下 由 孢 子 长 出 芽 管, 逐 渐 延 长 呈 丝 状, 称 菌 丝 菌 丝 又 可 长 出 许 多 分 枝, 交 织 成 团 称 菌 丝 体 (mycelium) 有 的 菌 丝 伸 入 培 养 基 中 吸 取 养 料, 称 营 养 菌 丝 有 的 菌 丝 向 上 生 长, 称 气 生 菌 丝 其 中 产 生 孢 子 的 称 生 殖 菌 丝 有 的 菌 丝 内 能 形 成 横 隔, 称 隔 膜 (septum), 将 1 条 菌 丝 分 成 几 个 细 胞, 是 为 有 隔 菌 丝 (septate hypha) 大 多 数 致 病 性 真 菌 均 有 隔 膜, 隔 膜 中 有 小 孔, 允 许 胞 质 流 通 皮 肤 癣 菌 组 织 胞 浆 菌 和 曲 霉 等 孔 较 大, 细 胞 核 亦 可 通 过 ; 有 些 真 菌 菌 丝 无 横 隔, 为 无 隔 菌 丝 (nonseptate hypha) 整 条 菌 丝 为 1 个 细 胞, 在 1 个 细 胞 内 有 多 个 细 胞 核 菌 丝 可 有 多 种 形 态 : 螺 旋 状 球 拍 状 结 节 状 鹿 角 状 和 梳 状 等 不 同 种 类 的 真 菌 可 有 不 同 形 态 的 菌 丝, 故 菌 丝 形 态 有 助 于 鉴 别 ( 图 21-1) 图 孢 子 (spore) 是 真 菌 的 繁 殖 结 构, 真 菌 的 孢 子 与 细 菌 的 芽 胞 不 同, 其 抵 抗 力 不 强, 加 热 60~70 短 时 间 即 可 死 亡 孢 子 可 分 有 性 孢 子 和 无 性 孢 子 两 种 有 性 孢 子 是 由 同 一 菌 体 或 不 同 菌 体 上 的 2 个 细 胞 融 合 经 减 数 分 裂 形 成 无 性 孢 子 是 菌 丝 上 的 细 胞 分 化 或 出 芽 生 成 病 原 性 真 菌 大 多 形 成 无 性 孢 子 无 性 孢 子 根 据 形 态 分 为 3 种 ( 图 21-2) 图 21-2 (1) 分 生 孢 子 (conidium): 由 生 殖 菌 丝 末 端 的 细 胞 分 裂 或 收 缩 形 成, 也 可 在 菌 丝 侧 面 出 芽 形 成 按 其 形 态 和 结 构 又 可 分 大 分 生 孢 子 和 小 分 生 孢 子 2 种 : 大 分 生 孢 子 (macroconidium) 体 积 较 大, 由 多 个 细 胞 组 成, 常 呈 梭 状 棍 棒 状 或 梨 状 其 大 小 细 胞 数 和 颜 色 是 鉴 定 的 重 要 依 据 ( 图 21-3); 小 分 生 孢 子 (microconidium) 较 小,1 个 孢 子 只 有 1 个 细 胞 真 菌 都 能 产 生 小 分 生 孢 子, 其 诊 断 价 值 不 大 (2) 叶 状 孢 子 (thallospore): 由 菌 丝 内 细 胞 直 接 形 成 1 芽 生 孢 子 (blastospore), 由 菌 丝 体 细 胞 出 芽 生 成, 常 见 于 假 丝 酵 母 菌 与 隐 球 菌 一 般 芽 生 孢 子 长 到 一 定 大 小 即 与 母 体 脱 离, 若 不 脱 离 则 形 成 假 菌 丝 2 厚 膜 孢 子 (cla-mydospore), 菌 丝 内 胞 浆 浓 缩, 胞 壁 增 厚, 在 不 利 环 境 中 形 成, 抵 抗 力 增 大 当 环 境 有 利 时, 厚 膜 孢 子 又 可 出 芽 繁 殖 3 关 节 孢 子 (arthrospore), 230

231 在 陈 旧 的 培 养 物 中, 菌 丝 细 胞 壁 变 厚, 形 成 长 方 形 的 节 段, 呈 链 状 排 列 (3) 孢 子 囊 孢 子 (sporangiospore): 菌 丝 末 端 膨 大 成 孢 子 囊, 内 含 许 多 孢 子, 孢 子 成 熟 则 破 囊 而 出, 如 毛 霉 根 霉 等 图 21-3 培 养 特 性 真 菌 的 营 养 要 求 不 高, 在 一 般 细 菌 培 养 基 上 能 生 长 检 查 时 常 用 沙 保 (Sabouraud) 培 养 基 此 培 养 基 成 分 简 单, 主 要 含 有 1% 蛋 白 胨 4% 葡 萄 糖 和 2% 琼 脂,pH 5.5 皮 肤 癣 菌 在 此 培 养 基 上 生 长 较 慢, 常 需 1~4 周 ; 但 腐 生 性 真 菌 在 此 培 养 基 上 生 长 迅 速 故 分 离 真 菌 时 常 在 此 培 养 基 中 加 一 定 量 的 放 线 菌 酮 和 氯 霉 素, 前 者 用 以 抑 制 污 染 真 菌, 后 者 用 以 抑 制 细 菌 的 生 长 有 些 病 原 性 真 菌, 如 白 假 丝 酵 母 菌 组 织 胞 浆 菌 新 生 隐 球 菌 等 加 放 线 菌 酮 即 不 能 生 长, 宜 用 无 抗 生 素 的 血 琼 脂 平 板, 见 有 生 长 后 移 种 沙 保 培 养 基, 并 同 时 做 玻 片 培 养 以 观 察 自 然 状 态 下 的 形 态 结 构 培 养 真 菌 最 适 宜 的 酸 碱 度 是 ph4.0~6.0, 浅 部 感 染 真 菌 的 最 适 温 度 为 22~28 但 某 些 深 部 感 染 真 菌 一 般 在 37 中 生 长 最 好 培 养 真 菌 需 较 高 的 湿 度 与 氧 真 菌 的 菌 落 有 两 类 : 1. 酵 母 型 菌 落 是 单 细 胞 真 菌 的 菌 落 形 式, 菌 落 光 滑 湿 润, 柔 软 而 致 密 形 态 与 一 般 细 菌 菌 落 相 似, 如 隐 球 菌 即 属 之 有 部 分 单 细 胞 真 菌 在 出 芽 繁 殖 后, 芽 管 延 长 不 与 母 细 胞 脱 离, 形 成 假 菌 丝 假 菌 丝 由 菌 落 向 下 生 长, 伸 入 培 养 基 中, 这 种 菌 落 称 为 类 酵 母 菌 落, 如 假 丝 酵 母 菌 2. 丝 状 菌 落 是 多 细 胞 真 菌 的 菌 落 形 式, 由 许 多 疏 松 的 菌 丝 体 构 成 菌 落 成 棉 絮 状 绒 毛 状 或 粉 末 状, 菌 落 正 背 两 面 呈 现 不 同 的 颜 色 丝 状 菌 落 的 形 态 结 构 和 颜 色 常 作 为 鉴 定 真 菌 的 参 考 真 菌 有 从 中 心 向 四 周 等 距 离 生 长 形 成 圆 形 菌 落 的 倾 向, 所 以 临 床 体 癣 股 癣 叠 瓦 癣 等 皮 损 表 现 为 环 形 或 多 环 形 若 要 真 实 地 观 察 菌 丝 与 孢 子 生 长 的 关 系, 可 作 小 培 养 系 切 取 一 小 块 沙 保 培 养 基 置 玻 片 上, 挑 取 小 片 真 菌 菌 落 接 种 在 培 养 基 周 边, 盖 上 无 菌 盖 玻 片 培 养 1 周 后 用 乳 酚 棉 蓝 (lactophenol cotton blue) 染 色 镜 检 可 见 菌 丝 和 孢 子 的 结 构 和 排 列 真 菌 容 易 发 生 变 异 在 培 养 基 上 人 工 传 代 或 培 养 时 间 过 久, 其 形 态 培 养 特 性 甚 至 毒 力 都 可 发 生 改 变 抵 抗 力 真 菌 对 干 燥 阳 光 紫 外 线 及 一 般 消 毒 剂 有 较 强 的 抵 抗 力 实 验 证 明 紫 外 线 对 丝 状 真 菌 与 假 丝 酵 母 菌 在 距 离 1m 照 射 需 30min 杀 死 但 不 耐 热,60 1h 菌 丝 和 孢 子 均 被 杀 死 对 2% 石 碳 酸 2.5% 碘 酊 0.1% 升 汞 或 10% 甲 醛 溶 液 较 敏 感 对 常 用 于 抗 细 菌 感 染 的 抗 生 素 均 不 敏 感 ; 灰 黄 霉 素 制 霉 菌 素 B 二 性 霉 唑 克 霉 素 酮 康 唑 伊 曲 康 唑 等 对 多 种 真 菌 有 抑 制 作 用 第 二 节 真 菌 的 致 病 性 与 免 疫 性 真 菌 引 起 机 体 感 染 同 样 需 要 具 备 一 定 的 毒 力, 如 白 假 丝 酵 母 菌 烟 曲 霉 黄 曲 霉 的 细 胞 壁 糖 蛋 白 有 内 毒 素 样 活 性, 能 引 起 组 织 化 脓 性 反 应 和 休 克, 烟 曲 霉 和 黄 曲 霉 还 能 致 多 种 器 官 的 出 血 和 坏 死 白 假 丝 酵 母 菌 具 有 粘 附 人 体 细 胞 的 能 力, 随 着 其 芽 管 的 形 成, 粘 附 力 加 强 二 相 真 菌 如 荚 膜 组 织 胞 浆 菌 皮 炎 芽 生 菌 等 进 入 机 体 后 必 须 先 转 换 成 酵 母 型 在 巨 噬 细 胞 中 不 被 杀 灭 反 而 扩 散 新 生 隐 球 菌 的 荚 膜 有 抗 吞 噬 作 用 近 来 研 究 表 明 白 假 丝 酵 母 菌 和 烟 曲 霉 的 热 休 克 蛋 白 HSP 90 与 宿 主 细 胞 和 血 清 蛋 白 结 合 能 使 之 功 能 改 变, 是 其 能 致 病 的 一 种 原 因 至 今 对 真 菌 致 病 性 研 究 仅 限 于 少 数 几 种 真 菌 不 同 的 真 菌 可 通 过 下 列 几 种 形 式 致 病 1. 致 病 性 真 菌 感 染 主 要 是 一 些 外 源 性 真 菌 感 染 浅 部 真 菌 如 皮 肤 癣 菌 是 由 于 这 些 真 菌 的 嗜 角 质 性, 并 能 产 生 角 蛋 白 酶 水 解 角 蛋 白 在 皮 肤 局 部 大 量 繁 殖 后 通 过 机 械 刺 激 和 代 谢 产 物 的 作 用, 引 起 局 部 炎 症 和 病 变 深 部 真 菌 感 染 后 不 被 杀 死, 能 在 吞 噬 细 胞 中 生 存 繁 殖, 231

232 引 起 慢 性 肉 芽 肿 或 组 织 溃 疡 坏 死 2. 条 件 致 病 性 真 菌 感 染 主 要 是 由 一 些 内 源 性 真 菌 引 起 的, 如 假 丝 酵 母 菌 曲 霉 毛 霉 这 些 真 菌 的 致 病 性 不 强, 只 有 在 机 体 免 疫 力 降 低 时 发 生, 如 肿 瘤 糖 尿 病 免 疫 缺 陷 长 期 应 用 广 谱 抗 生 素 皮 质 激 素 放 射 治 疗 或 在 应 用 导 管 手 术 等 过 程 中 易 继 发 感 染 例 如 导 管 插 管 入 口 为 真 菌 入 侵 提 供 门 户, 真 菌 粘 附 其 上, 并 不 断 增 殖, 从 而 进 入 血 液, 并 播 散 至 全 身 3. 真 菌 超 敏 反 应 性 疾 病 敏 感 患 者 当 吸 入 或 食 入 某 些 菌 丝 或 孢 子 时 可 引 起 各 种 类 型 的 超 敏 反 应, 如 荨 麻 疹 变 应 性 皮 炎 与 哮 喘 等 4. 真 菌 性 中 毒 症 粮 食 受 潮 霉 变, 摄 入 真 菌 或 其 产 生 的 毒 素 后 可 引 起 急 慢 性 中 毒 称 为 真 菌 中 毒 症 (mycotoxicosis) 病 变 多 样, 因 毒 素 而 异 有 的 引 起 肝 肾 损 害, 有 的 引 起 血 液 系 统 变 化, 有 的 作 用 于 神 经 系 统 引 起 抽 搐 昏 迷 等 症 状 真 菌 中 毒 与 一 般 细 菌 性 或 病 毒 性 感 染 不 同 真 菌 是 在 粮 食 中 产 生 毒 素, 受 环 境 条 件 的 影 响, 所 以 发 病 有 地 区 性 和 季 节 性, 但 没 有 传 染 性, 不 引 起 流 行 粮 食 多 次 搓 洗 可 以 减 少 污 染 的 毒 素, 有 一 定 的 预 防 作 用 5. 真 菌 毒 素 与 肿 瘤 的 关 系 近 年 来 不 断 发 现 有 些 真 菌 产 物 和 肿 瘤 有 关, 其 中 研 究 最 多 的 是 黄 曲 霉 毒 素 黄 曲 霉 毒 素 是 一 种 双 呋 喃 氧 杂 萘 邻 酮 衍 化 物, 毒 性 很 强, 小 剂 量 即 有 致 癌 作 用 根 据 荧 光 分 析 有 20 多 种 衍 化 物, 其 中 B1 致 癌 作 用 最 强,B2 次 之 大 鼠 口 服 B1 后 易 被 吸 收, 在 肝 脏 迅 速 达 到 高 峰 B1 与 RNA 和 DNA 结 合 能 力 很 强, 从 而 抑 制 细 胞 RNA 与 DNA 的 合 成, 与 致 癌 有 一 定 关 系 在 肝 癌 高 发 区 的 花 生 玉 米 油 粮 作 物 中, 黄 曲 霉 污 染 率 很 高, 黄 曲 霉 毒 素 含 量 可 高 达 1 ppm 大 鼠 试 验 饲 料 中 含 ppm 即 可 诱 发 肝 癌 也 有 人 认 为 肝 癌 与 乙 型 肝 炎 有 关, 经 调 查 90% 患 者 感 染 过 乙 型 肝 炎 故 人 肝 癌 的 病 因 可 能 是 多 因 素 的, 黄 曲 霉 毒 素 只 是 重 要 因 素 之 一 自 然 界 中 并 非 所 有 黄 曲 霉 株 都 能 产 生 黄 曲 霉 毒 素 事 实 上 无 毒 株 多 于 产 毒 株 相 反, 除 黄 曲 霉 外, 寄 生 曲 霉 黑 曲 霉 赤 曲 霉 温 特 曲 霉 等 也 可 产 生 黄 曲 霉 毒 素 其 他 致 癌 的 真 菌 毒 素 还 有 赭 曲 霉 产 生 的 黄 褐 毒 素 也 可 诱 生 肝 肿 瘤, 镰 刀 菌 T-2 毒 素 可 诱 发 大 鼠 胃 癌 胰 腺 癌 垂 体 和 脑 肿 瘤, 展 青 霉 素 可 引 起 局 部 肉 瘤 等 免 疫 性 1. 天 然 免 疫 真 菌 感 染 的 发 生 与 机 体 的 天 然 免 疫 状 态 有 关, 最 主 要 的 是 皮 肤 粘 膜 屏 障 一 旦 破 损 受 创 伤 或 放 置 导 管, 真 菌 即 可 入 侵 皮 脂 腺 分 泌 饱 和 和 不 饱 和 脂 肪 酸 均 有 杀 真 菌 作 用 儿 童 头 皮 脂 肪 酸 分 泌 量 比 成 人 少, 故 易 患 头 癣 成 人 因 手 足 汗 较 多, 且 掌 跖 部 缺 乏 皮 脂 腺 故 易 患 手 足 癣 在 正 常 菌 群 中 有 细 菌 也 有 真 菌 由 于 菌 与 菌 之 间 的 相 互 拮 抗, 不 能 大 量 生 长 引 起 疾 病 长 期 应 用 广 谱 抗 生 素 破 坏 菌 群 间 的 比 例, 或 因 恶 性 疾 病 以 及 长 期 服 用 免 疫 抑 制 剂 后, 机 体 免 疫 力 降 低, 均 可 引 起 继 发 性 真 菌 感 染 此 外, 某 些 内 分 泌 功 能 失 调 也 是 促 使 某 种 真 菌 感 染 的 一 种 因 素 如 肾 上 腺 皮 质 功 能 低 下 糖 尿 病 甲 状 腺 功 能 低 下 等 病 人, 常 并 发 皮 肤 粘 膜 假 丝 酵 母 菌 病 近 年 来 发 现 tuftsin( 真 菌 学 上 称 促 癣 吞 噬 肽 ) 可 结 合 到 中 性 粒 细 胞 外 膜 上 以 提 高 其 吞 噬 和 杀 菌 活 性, 并 有 促 趋 化 作 用 抗 真 菌 中 中 性 粒 细 胞 与 巨 噬 细 胞 起 重 要 作 用, 被 真 菌 激 活 后 释 放 H2O2 次 氯 酸 和 防 御 素 (defensin) 能 杀 灭 假 丝 酵 母 菌 烟 曲 霉 等 真 菌 铁 对 活 细 胞 是 必 不 可 少 的, 但 铁 浓 度 过 高 有 助 于 细 菌 和 真 菌 感 染, 如 糖 尿 病 酮 中 毒 患 者 易 发 生 毛 霉 病, 低 浓 度 不 饱 和 转 铁 蛋 白 和 高 浓 度 血 清 铁 可 诱 发 白 假 丝 酵 母 菌 感 染 血 浆 中 的 转 铁 蛋 白, 经 皮 下 小 血 管 或 汗 腺 扩 散 至 皮 角 质 层 内, 可 限 制 数 种 真 菌 的 生 长 2. 获 得 性 免 疫 真 菌 感 染 因 其 胞 壁 厚, 即 使 有 抗 体 和 补 体 也 不 能 完 全 杀 灭 它 但 特 异 性 抗 体 可 阻 止 真 菌 转 为 菌 丝 相 以 提 高 吞 噬 率, 并 抵 制 真 菌 吸 附 于 体 表 如 假 丝 酵 母 珠 菌, SIgA 抗 体 即 可 与 其 表 面 甘 露 聚 糖 复 合 体 结 合 阻 止 其 吸 附 但 一 般 认 为 真 菌 感 染 的 恢 复 主 要 232

233 靠 细 胞 免 疫, 真 菌 抗 原 剌 激 后 特 异 性 淋 巴 细 胞 增 殖, 释 放 IFN-γ 和 IL-2 等 激 活 巨 噬 细 胞 NK 细 胞 和 CTL 等, 参 与 对 真 菌 的 杀 伤 播 散 性 真 菌 感 染 患 者 常 伴 有 T 细 胞 功 能 的 抑 制, 如 AIDS 淋 巴 瘤 和 使 用 免 疫 抑 制 剂 等 真 菌 感 染 可 引 发 迟 发 型 超 敏 反 应 临 床 上 常 见 的 癣 菌 疹 就 是 真 菌 感 染 所 引 起 的 一 种 超 敏 反 应 第 三 节 真 菌 的 微 生 物 学 检 查 法 各 种 真 菌 的 形 态 结 构 有 其 一 定 的 特 殊 性, 一 般 可 以 通 过 直 接 镜 检 和 培 养 进 行 鉴 定, 但 具 体 方 法 应 根 据 标 本 种 类 和 检 查 目 的 而 异 标 本 浅 部 感 染 真 菌 的 检 查 可 用 70% 乙 醇 棉 球 擦 拭 局 部 后 取 皮 屑 毛 发 指 ( 趾 ) 甲 屑 等 标 本 深 部 感 染 真 菌 的 检 查 可 根 据 病 情 取 痰 血 液 脑 脊 液 等 标 本 直 接 镜 检 和 意 义 皮 屑 毛 发 指 ( 趾 ) 甲 屑 等 标 本 置 玻 片 上 滴 加 10% KOH 少 许, 以 盖 玻 片 覆 盖 后 在 火 焰 上 微 微 加 温, 使 被 检 组 织 中 的 角 质 软 化 轻 压 盖 玻 片, 使 标 本 变 薄 透 明, 然 后 在 低 倍 或 高 倍 镜 下 检 查 若 见 菌 丝 或 孢 子, 即 可 初 步 诊 断 患 有 真 菌 癣, 但 一 般 不 能 确 定 其 菌 种 皮 肤 癣 标 本 检 查 常 用 湿 标 本, 不 加 染 色 假 丝 酵 母 菌 感 染 则 取 材 涂 片, 行 革 兰 染 色 ; 隐 球 菌 感 染 取 脑 脊 液 离 心 沉 淀 物 用 墨 汁 作 负 染 色 后 镜 检 结 果 的 判 断 :1 直 接 检 查 阳 性 有 意 义, 阴 性 不 能 排 除 感 染 但 阴 道 痰 等 分 离 出 假 丝 酵 母 菌 曲 霉 等 条 件 致 病 菌 需 多 次 阳 性 才 有 意 义 2 组 织 中 发 现 分 隔 分 枝 的 菌 丝 多 为 曲 霉 ; 粗 大 不 分 隔 或 不 分 枝 的 菌 丝 多 为 毛 霉 假 丝 酵 母 菌 出 现 假 菌 丝 代 表 活 动 性, 有 意 义 3 皮 肤 癣 菌 菌 丝 肥 大 粗 长, 提 示 处 于 活 跃 状 态 4 酵 母 型 和 二 相 型 真 菌 在 组 织 内 常 表 现 为 孢 子 分 离 培 养 直 接 镜 检 不 能 确 诊 时 应 作 真 菌 培 养 皮 肤 毛 发 甲 屑 标 本 经 70% 乙 醇 或 2% 石 炭 酸 浸 泡 2~3min 杀 死 杂 菌, 无 菌 盐 水 洗 净 后 接 种 于 含 放 线 菌 酮 和 氯 霉 素 的 沙 保 培 养 基 上,25~28 C 数 日 至 数 周, 观 察 菌 落 特 征 必 要 时 做 小 培 养, 于 镜 下 观 察 菌 丝 孢 子 特 征 进 行 鉴 定 阴 道 口 腔 粘 膜 材 料 可 用 棉 拭 子 直 接 在 血 平 板 上 分 离 若 为 血 液 需 先 增 菌, 脑 脊 液 则 取 沉 淀 物 接 种 于 血 平 板 上 37 C 培 养 若 疑 为 假 丝 酵 母 菌 取 菌 落 研 种 于 0.5 ml 血 清 试 管 内, 37 C 1h 后 涂 片 革 兰 染 色 见 有 假 丝 酵 母 菌 细 胞 长 出 芽 管 即 可 初 步 鉴 定 为 假 丝 酵 母 珠 菌 第 四 节 真 菌 感 染 的 防 治 原 则 皮 肤 癣 菌 的 传 播 主 要 靠 孢 子 遇 潮 湿 和 温 暧 环 境 又 能 发 芽 繁 殖 当 体 表 角 质 层 破 损 或 糜 烂, 更 易 引 起 感 染 预 防 主 要 要 注 意 清 洁 卫 生, 保 持 鞋 袜 干 燥, 防 止 真 菌 孳 生, 或 以 含 福 马 林 棉 球 置 鞋 内 杀 菌 后 再 穿 避 免 直 接 或 间 接 与 患 者 接 触 真 菌 由 于 表 面 抗 原 性 弱, 无 有 效 的 预 防 疫 苗 局 部 治 疗 可 用 5% 硫 磺 软 膏 咪 康 唑 霜 克 霉 唑 软 膏 或 0.5% 碘 伏 若 疗 效 不 隹 或 深 部 感 染 可 口 服 抗 真 菌 药 物 : 如 二 性 霉 素 B 制 霉 菌 素 咪 康 唑 (miconazole) 酮 康 唑 (ketoconazole) 氟 康 唑 (fluconazole) 和 伊 曲 康 唑 (itraconazole) 等 近 年 来 发 现 灰 黄 霉 素 对 小 鼠 有 致 癌 作 用, 使 用 时 应 加 注 意 90 年 代 以 来 主 要 使 用 氟 康 唑 和 伊 曲 康 唑, 对 表 皮 癣 菌 与 深 部 真 菌 均 有 疗 效 ( 林 特 夫 ) 真 菌 第 22 章 主 要 致 病 性 真 菌 真 菌 按 其 侵 犯 的 部 位 和 临 床 表 现, 可 分 为 浅 部 感 染 真 菌 深 部 感 染 真 菌 和 条 件 致 病 性 第 一 节 浅 部 感 染 真 菌 一 表 面 感 染 真 菌 233

234 这 类 真 菌 主 要 寄 居 于 人 体 皮 肤 和 毛 干 的 最 表 层 因 不 接 触 组 织 细 胞, 很 少 引 起 宿 主 细 胞 反 应 这 类 真 菌 在 我 国 主 要 有 秕 糠 马 拉 癣 菌 (Malassezia furfur), 可 引 起 皮 肤 表 面 出 现 黄 褐 色 的 花 斑 癣, 如 汗 渍 斑 点, 俗 称 汗 斑 此 菌 具 嗜 脂 性 有 报 道 从 92% 正 常 人 头 皮 躯 干 面 部 四 肢 等 部 位 分 离 出 诱 发 因 素 为 高 温 多 汗 由 于 此 菌 能 产 生 对 黑 色 素 细 胞 有 抑 制 作 用 的 二 羧 酸, 使 花 斑 癣 局 部 色 素 减 退 此 菌 有 粗 短 分 枝 的 有 隔 菌 丝 和 成 丛 的 酵 母 样 细 胞 患 者 皮 肤 用 Wood 灯 紫 外 线 波 长 365nm 照 射 或 刮 取 鳞 屑 照 射, 能 发 出 金 黄 色 荧 光, 有 助 于 诊 断 二 皮 肤 癣 真 菌 引 起 皮 肤 浅 部 感 染 的 真 菌 主 要 是 一 些 皮 肤 癣 菌 (dermatophytes) 皮 肤 癣 菌 有 嗜 角 质 蛋 白 的 特 性, 使 其 侵 犯 部 位 只 限 于 角 化 的 表 皮 毛 发 和 指 ( 趾 ) 甲, 而 病 理 变 化 是 由 真 菌 的 增 殖 及 其 代 谢 产 物 剌 激 宿 主 引 起 的 反 应 皮 肤 癣, 特 别 是 手 足 癣 是 人 类 最 多 见 的 真 菌 病 皮 肤 癣 菌 分 毛 癣 菌 (Tricho-phyton) 表 皮 癣 菌 (Epidermophyton) 和 小 孢 子 癣 菌 (Microsporum)3 个 属 生 物 学 性 状 皮 肤 癣 菌 可 在 沙 保 培 养 基 上 生 长, 形 成 丝 状 菌 落 根 据 菌 落 形 态 颜 色 和 所 产 生 的 大 分 生 孢 子, 可 对 皮 肤 癣 菌 作 出 初 步 鉴 定 ( 图 22-1) 图 22-1 毛 癣 菌 菌 落 为 灰 白 红 橙 或 棕 色, 表 面 呈 绒 毛 状 粉 粒 状 或 蜡 样 镜 下 可 见 细 长 棒 状 的 薄 壁 大 分 生 孢 子 和 葡 萄 状 或 梨 状 的 小 分 生 孢 子 菌 丝 有 螺 旋 状 球 拍 状 鹿 角 状 和 结 节 状 表 皮 癣 菌 菌 落 初 为 白 色 鹅 毛 状, 以 后 转 变 为 黄 绿 色 粉 末 状 镜 下 可 见 有 卵 圆 形 或 粗 棒 状 薄 壁 大 分 生 孢 子 和 球 拍 状 菌 丝, 陈 旧 培 养 中 还 可 见 有 厚 膜 孢 子 小 孢 子 癣 菌 菌 落 为 灰 色 橘 红 色 或 棕 黄 色, 由 绒 毛 状 逐 渐 变 至 粉 末 状 镜 下 见 有 厚 壁 梭 形 大 分 生 孢 子, 卵 圆 形 的 小 分 生 孢 子 长 在 菌 丝 的 侧 枝 末 端 菌 丝 有 结 节 状 梳 状 和 球 拍 状 致 病 性 一 种 皮 肤 癣 菌 可 在 不 同 部 位 引 起 病 变, 相 同 部 位 的 病 变 也 可 由 不 同 的 皮 肤 癣 菌 引 起 3 种 癣 菌 均 可 侵 犯 皮 肤, 引 起 手 足 癣 体 癣 股 癣 叠 瓦 癣 等 毛 癣 菌 和 表 皮 癣 菌 可 侵 犯 指 ( 趾 ) 甲, 引 起 甲 癣 ( 俗 称 灰 指 甲 ), 使 指 甲 失 去 光 泽, 增 厚 变 形 此 外, 毛 癣 菌 与 小 孢 子 癣 菌 还 可 侵 犯 毛 发, 引 起 头 癣 黄 癣 和 须 癣 据 我 国 1998 年 报 道 从 患 者 分 离 的 皮 肤 癣 菌 以 红 色 毛 癣 菌 (T.rubrum) 为 最 多, 占 浅 表 真 菌 培 养 阳 性 的 56%, 其 次 为 紫 色 毛 癣 菌 (T.violaceum) 须 毛 癣 菌 (T.mentagrophyte) 和 絮 状 表 皮 癣 菌 (E.floccosum) 等, 主 要 引 起 甲 癣 手 足 癣 和 体 癣 头 癣 曾 在 我 国 很 多 地 区 流 行, 给 患 者 造 成 痛 苦 与 终 生 遗 憾 主 要 通 过 接 触 或 理 发 工 具 造 成 传 播 随 着 生 活 改 善 文 化 知 识 提 高 及 灰 黄 霉 素 广 泛 使 用, 头 癣 已 经 少 见 但 近 年 来 因 小 宠 物 狗 猫 的 眷 养, 儿 童 的 头 癣 又 有 所 抬 头 感 染 按 菌 种 和 临 床 表 现 分 为 黄 癣 白 癣 和 黑 点 癣 3 种 黄 癣 主 要 由 许 兰 毛 癣 菌 (T.schoenleinii) 引 起 黑 点 癣 常 由 紫 色 毛 癣 菌 和 断 发 毛 癣 菌 (T.tonsurans) 引 起, 毛 发 脆 而 易 断, 留 下 黑 色 发 根, 故 称 黑 点 癣 白 癣 主 要 由 铁 锈 色 小 孢 子 癣 菌 (M.ferrugineum) 引 起 头 癣 多 见 于 青 少 年, 男 多 于 女, 成 年 后 少 见 1998 年 武 汉 623 例 浅 表 真 菌 感 染 培 养 阳 性 中 最 多 见 为 甲 癣 真 菌 病 占 35.8%, 其 次 为 手 足 癣 22.8% 体 癣 15.8% 股 癣 10.2% 头 癣 7.3% 三 皮 下 组 织 真 菌 感 染 引 起 皮 下 组 织 感 染 的 真 菌 主 要 有 着 色 真 菌 和 孢 子 丝 菌 感 染 常 发 生 于 真 菌 侵 入 的 创 伤 部 位 感 染 最 初 发 生 于 真 皮 深 层 皮 下 组 织 或 骨, 逐 渐 扩 展, 最 后 可 达 到 皮 表 下 感 染 一 般 只 限 于 局 部, 但 也 可 缓 慢 扩 散 至 周 围 组 织 234

235 着 色 真 菌 是 一 些 在 分 类 上 接 近 引 起 的 疾 病 症 状 近 似 的 真 菌 的 总 称 感 染 都 发 生 在 暴 露 部 位, 病 损 皮 肤 变 黑, 故 称 着 色 真 菌 病 (chromomycosis) 在 我 国 主 要 有 卡 氏 枝 孢 霉 (Cladosporium carrianii) 和 裴 氏 着 色 芽 生 菌 (Fonse-ceea pedrosoi) 着 色 真 菌 的 分 生 孢 子 有 3 型 :1 树 枝 型 : 菌 丝 末 端 有 分 生 孢 子 柄, 柄 端 分 叉 长 出 孢 子 ;2 剑 顶 型 : 围 绕 菌 丝 末 端 或 菌 丝 横 隔 处 长 有 一 圈 分 生 孢 子 ;3 花 瓶 型 : 在 菌 丝 分 隔 处 长 出 花 瓶 状 的 分 生 孢 子 柄, 在 瓶 口 长 出 成 丛 的 小 分 生 孢 子 在 裴 氏 着 色 芽 生 菌 中 3 型 孢 子 均 有 卡 氏 枝 孢 霉 主 要 有 树 枝 型, 偶 见 花 瓶 型 这 类 真 菌 在 沙 保 培 养 基 上 生 长 缓 慢, 常 需 数 周 菌 落 棕 褐 色, 表 面 有 极 短 的 菌 丝 在 人 体 主 要 侵 犯 肢 体 皮 肤 潜 伏 期 约 一 个 多 月, 长 者 数 月 乃 至 1 年 病 程 可 长 达 几 十 年 早 期 皮 肤 患 处 发 生 丘 疹, 丘 疹 增 大 形 成 结 节, 结 节 融 合 成 疣 状 或 菜 花 状 随 病 情 发 展, 原 病 灶 结 疤 愈 合, 新 灶 又 在 四 周 产 生 日 久 疤 痕 广 泛, 影 响 淋 巴 回 流, 形 成 肢 体 象 皮 肿 免 疫 功 能 低 下 时 亦 可 侵 犯 中 枢 神 经, 或 经 血 行 扩 散 孢 子 丝 菌 属 于 腐 生 性 真 菌, 广 泛 存 在 于 土 壤 植 物 木 材 上, 常 因 外 伤 接 触 带 菌 的 花 草 荆 棘 等 引 起 感 染 在 农 艺 师 最 为 多 见 感 染 的 主 要 病 原 为 申 克 孢 子 丝 菌 (Sporotrichum schenckii) 此 菌 可 经 微 小 损 伤 侵 入 皮 肤, 然 后 沿 淋 巴 管 分 布, 引 起 亚 急 性 或 慢 性 肉 芽 肿, 使 淋 巴 管 形 成 链 状 硬 结, 称 为 孢 子 丝 菌 下 疳 此 菌 也 可 经 口 进 入 肠 道 或 经 呼 吸 道 进 入 肺, 随 后 经 血 行 播 散 至 其 他 器 官 引 起 深 部 感 染 此 病 在 我 国 传 播 较 广,50 年 代 以 来 全 国 大 部 分 地 区 均 有 发 现 病 例 以 东 北 较 多, 约 占 全 国 已 发 表 病 例 的 70% 申 克 孢 子 丝 菌 是 一 种 二 相 性 真 菌 在 组 织 内 或 37 培 养 为 酵 母 相, 可 见 有 卵 圆 形 小 体 (3~7x1~2μm), 常 位 于 中 性 粒 细 胞 或 单 核 细 胞 内, 偶 见 有 菌 丝 有 时 在 组 织 中 见 有 星 状 体, 外 有 嗜 酸 性 物 质 向 四 周 放 射 在 沙 保 培 养 基 上 置 室 温 或 37 3~5d 即 见 生 长, 开 始 为 灰 白 色 粘 稠 小 点, 逐 渐 扩 大 变 成 黑 褐 皱 褶 薄 膜 菌 落 玻 片 培 养 可 见 细 长 的 分 生 孢 子 柄 从 菌 丝 二 侧 成 直 角 伸 出, 柄 端 长 有 成 群 的 梨 状 小 分 生 孢 子 在 含 有 胱 氨 酸 的 血 平 板 上 37 培 养, 则 长 出 酵 母 型 菌, 以 出 芽 方 式 繁 殖 第 二 节 深 部 感 染 真 菌 深 部 或 系 统 性 感 染 真 菌 是 能 侵 袭 深 部 组 织 和 内 脏 以 及 全 身 的 真 菌 感 染 大 多 系 外 源 性, 致 病 性 较 强, 能 引 起 慢 性 肉 芽 肿 样 炎 症 溃 疡 和 坏 死 等 其 中 以 新 生 隐 球 菌 病 比 较 常 见 其 它 如 组 织 胞 浆 菌 球 孢 子 菌 芽 生 菌 以 及 副 球 孢 子 菌 等 则 仅 出 现 于 南 北 美 洲 等 某 些 局 部 地 区, 故 有 称 之 为 地 方 流 行 性 真 菌 在 我 国 极 为 少 见, 仅 有 个 别 病 例 报 道 一 新 生 隐 球 菌 新 生 隐 球 菌 (Cryptococcus neoformans) 广 泛 分 布 于 自 然 界, 主 要 传 染 源 是 鸽 子, 在 鸽 粪 中 有 大 量 存 在 鸽 自 身 有 抗 此 菌 的 能 力 人 因 吸 入 鸽 粪 污 染 的 空 气 而 感 染, 特 别 是 免 疫 低 下 者 主 要 引 起 肺 和 脑 的 急 性 亚 急 性 或 慢 性 感 染 肺 部 感 染 后 可 扩 散 至 皮 肤 粘 膜 骨 和 内 脏 等, 故 实 则 也 是 一 种 条 件 致 病 性 真 菌 生 物 学 特 性 新 生 隐 球 菌 为 圆 形 的 酵 母 型 菌, 外 周 有 荚 膜, 折 光 性 强 一 般 染 色 法 不 被 着 色 难 以 发 现, 故 称 隐 球 菌 用 印 度 墨 汁 作 负 染 后 镜 检, 可 见 在 黑 色 的 背 景 中 有 圆 形 或 卵 圆 形 的 透 亮 菌 体, 内 有 1 个 较 大 与 数 个 小 的 反 光 颗 粒 为 双 壁 细 胞, 外 包 有 一 层 透 明 的 荚 膜 ( 图 22-2) 荚 膜 可 比 菌 体 大 1~3 倍 非 致 病 的 隐 球 菌 则 无 荚 膜 在 组 织 中 的 隐 球 菌 较 大 (5~20μm), 经 培 养 后 变 小 (2~5μm) 菌 体 常 见 有 出 芽, 但 不 生 成 假 菌 丝 图 22-2 新 生 隐 球 菌 在 沙 保 和 血 琼 脂 培 养 基 上, 于 25 和 37 中 皆 能 生 长, 非 致 病 性 隐 球 菌 则 在 37 不 能 生 长 新 生 隐 球 菌 培 养 数 天 后 即 生 成 酵 母 型 菌 落, 表 面 粘 稠, 由 乳 白 色 转 变 235

236 为 橘 黄 色, 最 后 成 棕 褐 色 有 的 菌 落 日 久 液 化, 可 以 流 动 此 菌 能 分 解 尿 素, 以 与 假 丝 酵 母 菌 区 别 新 生 隐 球 菌 荚 膜 由 多 糖 构 成, 根 据 其 抗 原 分 为 A~D 4 个 血 清 型 从 临 床 分 离 的 菌 株, 在 我 国 约 70% 属 A 型 致 病 性 新 生 隐 球 菌 一 般 是 外 源 性 感 染 肺 是 主 要 的 入 侵 途 径 大 多 数 肺 隐 球 菌 感 染 症 状 不 明 显, 且 能 自 愈 有 的 患 者 可 引 起 支 气 管 肺 炎 严 重 病 例 可 见 肺 大 片 浸 润, 呈 暴 发 型 感 染 迅 速 致 死 部 份 患 者 发 生 血 行 播 散 而 累 及 中 枢 神 经 系 统 及 其 他 组 织 主 要 引 起 脑 膜 的 亚 急 性 和 慢 性 感 染, 如 纽 约 某 医 院 报 道,1982~ 年 中 151 例 艾 滋 病 尸 检 材 料 发 现 17 例 合 并 隐 球 菌 感 染, 其 中 12 例 发 生 脑 膜 炎 (70.6%), 其 次 为 肺 炎 与 淋 巴 结 炎 小 鼠 对 新 生 隐 球 菌 易 感, 将 此 菌 注 入 脑 静 脉 或 腹 腔 内, 小 鼠 于 1~3 周 内 死 亡 荚 膜 多 糖 是 重 要 的 致 病 物 质, 有 抑 制 吞 噬 诱 使 动 物 免 疫 无 反 应 性, 削 弱 机 体 抵 抗 力 的 作 用 新 生 隐 球 菌 经 紫 外 线 照 射 后 失 去 荚 膜, 对 小 鼠 的 致 病 力 也 消 失 ; 一 旦 荚 膜 产 生 回 复, 致 病 力 也 恢 复 二 地 方 性 流 行 真 菌 这 些 真 菌 均 属 二 相 性, 对 环 境 温 度 敏 感 一 般 在 体 内 或 37 培 养 时 呈 酵 母 型, 在 室 温 下 人 工 培 养 变 为 丝 状 型 荚 膜 组 织 胞 浆 菌 (Histoplasma capsulatum) 标 本 在 油 镜 下 检 查 可 见 单 核 细 胞 或 中 性 粒 细 胞 中 有 圆 形 或 卵 圆 形 的 酵 母 型 细 胞 ( 直 径 1~5μm) 以 出 芽 繁 殖, 四 周 有 不 着 色 的 荚 膜 样 物 质 在 沙 保 培 养 基 上 室 温 下 生 长 缓 慢, 形 成 白 色 棉 絮 样 菌 落, 逐 渐 从 黄 色 转 变 为 褐 色 镜 检 可 见 细 长 有 隔 菌 丝, 在 菌 丝 侧 面 或 孢 子 柄 上 长 有 特 殊 的 圆 形 大 分 生 孢 子 (8~15μm), 厚 壁, 四 周 有 棘 突, 排 列 如 齿 轮, 这 种 孢 子 有 诊 断 价 值 厌 酷 球 孢 子 菌 (Coccidioides immites) 镜 检 可 见 有 较 大 的 厚 壁 球 孢 子 (20~80μm), 内 含 许 多 内 生 孢 子 (2~6μm), 厚 壁 破 裂 则 内 生 孢 子 逸 出 在 沙 保 培 养 基 上 生 长 迅 速, 开 始 为 白 色 菌 落, 很 快 变 为 棕 黄 色 棉 絮 样 菌 落 镜 下 见 有 大 量 关 节 孢 子 皮 炎 芽 生 菌 (Blastomyces dermatitides) 和 巴 西 副 球 孢 子 菌 (Paracocci- diodes brasiliensis) 二 者 在 镜 下 可 见 细 胞 呈 酵 母 型, 均 以 出 芽 繁 殖 二 者 的 区 别 是 皮 炎 芽 生 菌 每 1 个 细 胞 仅 出 1 个 芽, 而 巴 西 副 球 孢 子 菌 细 胞 上 可 有 多 个 芽 第 三 节 条 件 致 病 性 真 菌 条 件 致 病 性 真 菌 感 染 多 为 内 源 性, 如 假 丝 酵 母 菌 病 和 曲 霉 病 等 这 类 真 菌 致 病 性 不 强, 大 多 在 久 病 体 弱 免 疫 力 低 下 或 在 菌 群 失 调 时 发 生, 如 肿 瘤 糖 尿 病 器 官 移 植 及 HIV 患 者 长 期 使 用 广 谱 抗 生 素 放 疗 化 疗 等 过 程 中 易 伴 这 类 真 菌 感 染 其 致 病 性 虽 弱, 不 及 时 诊 治 亦 可 危 及 生 命 一 假 丝 酵 母 菌 假 丝 酵 母 菌, 俗 称 菌, 主 要 引 起 皮 肤 粘 膜 和 内 脏 的 急 性 和 慢 性 炎 症 可 以 是 原 发 性, 但 大 多 为 继 发 性 感 染, 发 生 于 免 疫 力 低 下 患 者 口 腔 假 丝 酵 母 菌 病 常 为 艾 滋 病 患 者 最 先 发 生 的 继 发 性 感 染 假 丝 酵 母 菌 中 引 起 致 病 的 有 白 假 丝 酵 母 菌 (C. albicans) 热 带 假 丝 酵 母 菌 (C.tropicalis) 近 平 滑 假 丝 酵 母 菌 (C.parapsilokis) 克 柔 假 丝 酵 母 菌 (C.krusei) 等 多 种 一 般 以 假 丝 酵 母 菌 为 最 多 见 1995 年 又 分 离 出 1 种 都 柏 林 假 丝 酵 母 菌 (C.dubliniensis) 近 10 年 来 假 丝 酵 母 菌 感 染 病 原 菌 有 所 改 变, 白 假 丝 酵 母 菌 感 染 逐 渐 减 少, 而 其 他 假 丝 酵 母 菌 感 染 逐 渐 增 多, 特 别 是 都 柏 林 假 丝 酵 母 菌 感 染 这 种 现 象 称 为 流 行 病 学 转 换 (epidemeological shift) 主 要 由 于 氟 康 唑 (fluconazole) 治 疗 白 假 丝 酵 母 菌 较 其 他 假 丝 酵 母 菌 对 氟 康 唑 敏 感 易 被 杀 死 都 柏 林 假 丝 酵 母 菌 容 易 产 生 耐 药, 故 取 而 代 之 1998 年 武 汉 地 区 有 报 道 623 例 浅 部 真 菌 感 236

237 染 培 养 结 果 显 示 白 假 丝 酵 母 菌 占 4.2%, 其 他 假 丝 酵 母 菌 占 26.2% 371 例 多 种 送 检 标 本 中 白 假 丝 酵 母 菌 占 114 例, 其 他 假 丝 酵 母 菌 占 208 例, 故 其 他 假 丝 酵 母 菌 的 检 出 也 应 予 以 重 视 生 物 学 特 性 白 假 丝 酵 母 菌 菌 体 圆 形 或 卵 圆 形 (2x4μm) 革 兰 染 色 阳 性, 着 色 不 均 匀 以 出 芽 繁 殖, 称 芽 生 孢 子 孢 子 伸 长 成 芽 管, 不 与 母 体 脱 离, 形 成 较 长 的 假 菌 丝 ( 图 22-3) 芽 生 孢 子 多 集 中 在 假 菌 丝 的 连 接 部 位 各 种 临 床 标 本 及 活 检 组 织 标 本 中 除 芽 生 孢 子 外, 还 见 有 大 量 假 菌 丝, 表 明 假 丝 酵 母 菌 处 于 活 动 状 态, 有 诊 断 价 值 图 22-3 白 假 丝 酵 母 菌 在 普 通 琼 脂 血 琼 脂 与 沙 保 培 养 基 上 均 可 生 长 良 好 需 氧 室 温 或 37 孵 育 1~3d 长 出 菌 落, 菌 落 灰 白 色 或 奶 油 色, 表 面 光 滑, 带 有 浓 厚 的 酵 母 气 味 培 养 稍 久, 菌 落 增 大 菌 落 无 气 生 菌 丝, 仅 有 大 量 向 下 生 长 的 营 养 假 菌 丝, 呈 类 酵 母 型 在 玉 米 粉 培 养 基 上 可 长 出 厚 膜 孢 子 ( 图 22-3) 白 假 丝 酵 母 菌 的 芽 生 孢 子 伸 长 成 假 菌 丝 和 厚 膜 孢 子 有 助 于 鉴 定 新 近 发 现 的 都 柏 林 假 丝 酵 母 菌 也 有 此 特 征 简 易 的 区 别 法 为 白 假 丝 酵 母 菌 于 42 生 长 良 好, 而 都 柏 林 假 丝 酵 母 菌 生 长 差 或 不 生 长 有 人 从 HIV 感 染 和 艾 滋 病 患 者 分 离 保 存 的 白 假 丝 酵 母 菌 作 进 一 步 鉴 定, 证 明 17% 实 为 都 柏 林 假 丝 酵 母 菌 致 病 性 与 免 疫 性 假 丝 酵 母 菌 可 侵 犯 人 体 多 个 部 位, 如 口 腔 与 阴 道 粘 膜 皮 肤 肺 肠 肾 和 脑 机 体 抵 抗 力 减 弱 是 假 丝 酵 母 菌 入 侵 的 主 要 原 因 近 年 来 由 于 抗 菌 药 物 激 素 和 免 疫 抑 制 剂 在 临 床 上 的 大 量 使 用, 假 丝 酵 母 菌 感 染 日 益 增 多 血 培 养 阳 性 仅 次 于 大 肠 埃 希 菌 和 金 黄 色 葡 萄 球 菌 1. 皮 肤 粘 膜 感 染 皮 肤 假 丝 酵 母 菌 感 染 好 发 于 皮 肤 皱 褶 处, 如 腋 窝 腹 股 沟 乳 房 下 肛 门 周 围 会 阴 部 以 及 指 ( 趾 ) 间 等 皮 肤 潮 湿 部 位, 易 与 湿 疹 混 淆 粘 膜 感 染 则 有 鹅 口 疮 口 角 糜 烂 外 阴 与 阴 道 炎 等, 其 中 以 鹅 口 疮 最 多 鹅 口 疮 的 病 灶 与 白 喉 相 似, 除 去 表 面 白 斑 即 露 出 下 面 坏 死 组 织, 易 误 诊 为 白 喉 鹅 口 疮 多 见 于 体 质 虚 弱 的 初 生 婴 儿, 尤 以 人 工 喂 养 者 较 多 但 当 口 腔 正 常 菌 群 建 立 后 就 很 少 见 到 鹅 口 疮 一 般 仅 限 于 局 部, 症 状 较 轻, 一 旦 扩 散 至 内 脏 可 导 致 死 亡 2. 内 脏 感 染 有 肺 炎 支 气 管 炎 食 管 炎 肠 炎 膀 胱 炎 和 肾 盂 肾 炎 等 偶 尔 也 可 引 起 败 血 症 3. 中 枢 神 经 感 染 可 有 脑 膜 炎 脑 膜 脑 炎 脑 脓 肿 等 对 白 假 丝 酵 母 菌 过 敏 的 人, 在 皮 肤 上 可 以 发 生 变 应 性 假 丝 酵 母 菌 疹, 症 状 很 象 皮 肤 癣 菌 疹 或 湿 疹 患 者 可 以 表 现 有 哮 喘 等 症 状 二 曲 霉 曲 霉 (Aspergillus) 广 布 自 然 界, 生 长 迅 速, 在 沙 保 培 养 基 上 形 成 丝 状 菌 落 开 始 为 白 色 随 着 分 生 孢 子 的 产 生 而 呈 各 种 颜 色 引 起 人 类 致 病 最 多 见 的 为 烟 曲 霉 (A.fumingatus), 主 要 由 呼 吸 道 入 侵, 引 起 支 气 管 哮 喘 或 肺 部 感 染 在 扩 大 的 支 气 管 和 鼻 窦 中 形 成 曲 霉 栓 子 或 在 肺 中 形 成 曲 霉 球, 系 大 量 曲 霉 繁 殖 成 丛 与 纤 维 素 粘 液 以 及 炎 症 的 细 胞 碎 片 等 凝 聚 而 成 此 时 X 线 显 示 肺 内 有 空 洞, 其 致 密 阴 影 在 空 洞 内 可 随 体 位 改 变 而 移 位, 可 与 结 核 球 和 肺 癌 区 别 严 重 病 例 可 播 散 至 脑 心 肌 和 肾 等 有 些 曲 霉 能 产 生 毒 素, 黄 曲 霉 (A.flavus) 的 毒 素 与 恶 性 肿 瘤, 尤 其 是 肝 癌 的 发 生 密 切 相 关 三 毛 霉 毛 霉 (Mucor) 广 布 于 自 然 界 在 沙 保 培 养 基 上 生 长 迅 速, 形 成 丝 状 菌 落 初 为 白 色, 逐 渐 转 变 为 灰 黑 色 特 征 是 一 般 只 有 无 隔 菌 丝 分 枝 成 直 角 无 性 生 殖 产 生 孢 子 囊 和 237

238 孢 子 囊 孢 子 此 菌 一 般 为 面 包 水 果 上 和 土 壤 中 的 腐 生 菌 在 机 体 免 疫 力 低 下 或 医 源 性 输 液 和 污 染 的 绷 带 等 可 导 致 感 染, 大 多 数 发 展 急 剧, 可 累 及 脑 肺 和 胃 肠 道 等 多 个 器 官 好 侵 犯 血 管, 形 成 栓 塞, 死 亡 率 较 高 卡 氏 肺 孢 菌 (Pneumocystis carinii) 四 卡 氏 肺 孢 菌 或 称 肺 囊 菌 过 去 认 为 属 原 虫, 现 根 据 形 态 学 和 分 子 遗 传 学 分 析 证 实 属 于 真 菌 : 因 其 孢 子 囊 壁 结 构 与 真 菌 相 似 ; 16S rrna 的 保 守 区 与 子 囊 菌 纲 相 似 ; 5S rrna 与 接 合 菌 纲 相 似 卡 氏 肺 孢 菌 的 生 物 学 特 性 与 一 般 真 菌 有 些 不 同, 可 分 几 个 阶 段 : 最 初 为 营 养 型, 呈 单 核 的 孢 子 囊 (4~5μm); 成 熟 的 孢 子 囊 (5.0μm) 内 含 8 个 球 状 卵 圆 状 或 梭 状 孢 子 ; 孢 子 囊 成 熟 后 破 裂, 释 放 出 其 中 的 孢 子 卡 氏 肺 孢 菌 广 布 于 自 然 界, 可 引 起 健 康 人 的 亚 临 床 感 染 但 对 一 些 先 天 免 疫 缺 陷 或 因 各 种 原 因 受 到 免 疫 抑 制 的 患 者, 可 引 起 肺 炎 艾 滋 病 患 者 当 CD4 + T 细 胞 降 至 200/mm 3 时, 80% 以 上 可 受 感 染 发 病 为 渐 进 性, 开 始 引 起 间 质 性 肺 炎, 最 终 患 者 因 窒 息 而 死 此 菌 可 从 痰 或 支 气 管 灌 洗 液 中 用 革 兰 或 美 蓝 染 色 检 出 此 菌 对 多 种 抗 真 菌 药 物 均 不 敏 感, 治 疗 可 用 甲 氧 苄 氨 嘧 啶 - 磺 胺 甲 基 异 恶 唑 (trimethoprim-sulfamethoxazole) 或 羟 乙 磺 酸 戊 烷 胺 (pentamidine isethionate) ( 林 特 夫 ) 第 三 篇 病 毒 学 病 毒 (virus) 是 最 微 小, 结 构 最 简 单 的 微 生 物 因 体 积 微 小, 必 须 用 电 子 显 微 镜 放 大 几 万 至 几 十 万 倍 后 方 可 观 察 ; 结 构 简 单 表 现 为 无 完 整 的 细 胞 结 构, 仅 有 一 种 核 酸 (RNA 或 DNA) 作 为 其 遗 传 物 质 为 保 护 其 核 酸 不 被 核 酸 酶 等 破 坏, 外 围 有 蛋 白 衣 壳 或 更 复 杂 的 包 膜, 因 此, 病 毒 可 被 看 作 是 一 包 基 因 病 毒 必 须 在 活 细 胞 内 方 可 显 示 其 生 命 活 性 与 其 他 专 性 细 胞 内 寄 生 的 微 生 物 不 同 点 是, 病 毒 进 入 活 细 胞 后, 不 是 进 行 类 似 细 菌 等 进 行 二 分 裂 繁 殖, 而 是 根 据 病 毒 核 酸 的 指 令, 使 细 胞 改 变 其 一 系 列 的 生 命 活 动, 结 果 大 量 地 复 制 出 病 毒 的 子 代, 并 且 导 致 细 胞 发 生 多 种 改 变 由 于 病 毒 只 有 一 种 核 酸 为 遗 传 物 质 ; 必 须 在 活 细 胞 内 显 示 生 命 活 性 ; 以 及 无 完 整 细 胞 结 构, 病 毒 被 列 为 一 个 独 立 的 生 物 类 型 病 毒 在 医 学 微 生 物 中 占 有 十 分 重 要 的 地 位 在 微 生 物 引 起 的 疾 病 中, 由 病 毒 引 起 的 约 占 75% 常 见 的 病 毒 性 疾 病 有 肝 炎 流 行 性 感 冒 腹 泻 艾 滋 病 等, 不 仅 传 染 性 强 流 行 广 泛, 而 且 很 少 有 特 效 药 物 除 急 性 传 染 病 外, 病 毒 还 可 引 起 持 续 性 感 染, 有 的 病 毒 还 与 肿 瘤 及 自 身 免 疫 病 的 发 生 密 切 相 关, 因 此 病 毒 已 成 为 多 学 科 关 注 的 热 点 研 究 病 毒 的 生 物 学 特 性 致 病 机 制 与 免 疫 应 答 发 展 控 制 和 消 灭 病 毒 性 传 染 病 的 制 品, 是 医 学 微 生 物 学 的 重 要 任 务 第 23 章 病 毒 的 基 本 性 状 238

239 第 一 节 病 毒 的 大 小 与 形 态 完 整 的 成 熟 病 毒 颗 粒 称 为 病 毒 体 (virion), 是 细 胞 外 的 结 构 形 式, 具 有 典 型 的 形 态 结 构, 并 有 感 染 性 病 毒 体 大 小 的 测 量 单 位 为 纳 米 (nanometer,nm, 为 1/1000µm) 各 种 病 毒 体 大 小 差 别 悬 殊, 最 大 约 为 300nm, 如 痘 苗 病 毒 ; 最 小 约 为 30nm, 如 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 鼻 病 毒 等 病 毒 体 与 其 他 微 生 物 大 小 的 比 较 见 图 23-1 多 数 病 毒 呈 球 形 或 近 似 球 形, 少 数 可 为 子 弹 状 砖 块 状, 噬 菌 体 可 呈 蝌 蚪 状 ( 图 23-2 ) 经 用 磷 钨 酸 负 染 后, 在 电 子 显 微 镜 下 可 见 到 病 毒 表 面 的 微 细 结 构 简 单 的 病 毒 可 被 结 晶 后 用 X 线 衍 射 分 析 病 毒 的 超 微 结 构, 根 据 X 线 衍 射 图 型 可 用 数 学 方 式 处 理 而 推 导 病 毒 体 的 分 子 构 型 图 23-1 图 23-2 病 毒 体 的 内 部 为 核 酸, 构 成 病 毒 的 基 因 组 (genome), 是 决 定 病 毒 遗 传 变 异 和 复 制 的 物 质 核 酸 外 包 有 蛋 白 衣 壳 (capsid), 不 仅 起 保 护 病 毒 核 酸 的 作 用, 还 能 介 导 病 毒 进 入 宿 主 细 胞 并 具 有 抗 原 性 衣 壳 是 由 一 定 数 量 的 壳 粒 (capsomere) 所 组 成 根 据 壳 粒 排 列 方 式 的 不 同 可 分 为 以 下 几 种 对 称 类 型 : 螺 旋 对 称 型 (helical symmetry)) 壳 粒 沿 着 螺 旋 形 的 病 毒 核 酸 链 对 称 排 列 见 于 大 多 数 杆 状 病 毒 弹 状 病 毒 20 面 体 对 称 型 (icosahedral symmetry) 核 酸 浓 集 成 球 形 或 近 似 球 形, 外 周 的 壳 粒 排 列 成 20 面 体 对 称 型 20 面 体 的 每 个 面 都 呈 等 边 三 角 形, 由 许 多 壳 粒 镶 嵌 组 成 大 多 数 病 毒 体 三 角 形 面 由 6 个 壳 粒 组 成, 称 为 六 邻 体, 在 三 角 形 顶 角 可 由 5 个 壳 粒 组 成, 称 为 五 邻 体 复 合 对 称 型 (complex symmetry) 病 毒 体 结 构 较 复 杂, 既 有 螺 旋 对 称 又 有 立 体 对 称 型 式 仅 见 于 痘 病 毒 噬 菌 体 等 由 于 病 毒 的 基 因 组 很 小, 所 编 码 蛋 白 质 的 种 类 有 限, 衣 壳 不 是 单 个 蛋 白 分 子 而 需 由 许 多 壳 粒 组 成 壳 粒 是 由 少 数 几 种 重 复 的 多 肽 亚 单 位 组 成 经 测 定, 用 20 面 立 体 构 成 的 外 壳 最 为 坚 固, 并 且 其 内 部 空 间 容 积 最 大 螺 旋 对 称 型 衣 壳 则 相 对 不 够 坚 固, 因 此 其 衣 壳 外 尚 需 另 有 包 膜 (envelope) 包 围 包 膜 是 病 毒 在 成 熟 过 程 中 穿 过 宿 主 细 胞 以 出 芽 方 式 向 细 胞 外 释 放 时 获 得 的, 故 含 有 宿 主 细 胞 膜 或 核 膜 成 分 包 括 脂 质 和 少 量 糖 类 包 膜 表 面 常 有 不 同 形 状 的 突 起, 称 为 包 膜 子 粒 239

240 (peplomere) 或 刺 突 (spike) 有 些 20 面 立 体 对 称 型 病 毒 衣 壳 外 也 具 有 包 膜 病 毒 体 的 结 构 和 形 态 见 图 图 23-3 图 23-4 病 毒 的 大 小 及 形 态 在 病 毒 分 类 中 有 重 要 的 参 考 价 值, 但 很 少 在 诊 断 病 毒 感 染 中 应 用 当 标 本 中 病 毒 含 量 很 高, 检 测 的 病 毒 又 有 形 态 学 特 征, 并 配 备 有 电 镜 及 有 经 验 的 病 毒 形 态 专 家, 观 察 病 毒 形 态 及 大 小 可 有 重 要 发 现 我 国 洪 涛 教 授 在 成 人 腹 泻 标 本 中 首 次 用 电 镜 观 察 到 一 定 大 小 的 病 毒 体, 并 从 其 衣 壳 中 壳 粒 排 列 成 轮 状, 初 步 认 定 其 为 轮 状 病 毒 以 后 经 过 进 一 步 用 分 子 生 物 学 技 术 证 实 确 为 轮 状 病 毒, 从 而 在 国 际 上 首 次 发 现 了 成 人 轮 状 病 毒 第 二 节 病 毒 的 核 酸 与 蛋 白 质 一 病 毒 核 酸 多 样 性 病 毒 核 酸 位 于 病 毒 体 中 心, 其 化 学 成 分 为 DNA 或 RNA, 籍 此 分 为 DNA 病 毒 和 RNA 病 毒 两 大 类 核 酸 具 有 多 样 性, 可 以 为 线 型 或 环 型, 可 为 双 链 RNA 单 链 RNA 分 节 段 RNA 单 链 DNA 或 双 链 DNA 病 毒 核 酸 的 大 小 差 别 悬 殊, 微 小 病 毒 (parvovirus) 仅 由 个 核 苷 酸 组 成, 而 最 大 的 痘 类 病 毒 则 由 约 个 核 苷 酸 组 成 病 毒 核 酸 携 带 病 毒 的 全 部 遗 传 信 息, 是 病 毒 的 基 因 组 病 毒 基 因 组 的 序 列 必 须 被 易 感 宿 主 细 胞 所 解 码, 方 可 被 识 别 转 录 并 转 译 出 多 种 病 毒 蛋 白 病 毒 核 酸 作 为 模 板 还 可 在 细 胞 内 复 制 合 成 子 代 病 毒 的 基 因 组, 并 最 终 形 成 完 整 的 子 代 病 毒 因 为 病 毒 的 生 命 活 性 必 须 在 活 细 胞 内 方 能 显 示, 有 学 者 提 出 : 从 本 质 上 看 在 细 胞 外 处 于 静 止 状 态 的 病 毒 体 与 质 粒 DNA 及 转 座 子 类 似, 并 推 测 是 否 三 者 有 着 共 同 起 源 有 内 含 子 由 于 病 毒 的 基 因 组 很 小, 为 充 分 利 用 其 核 酸, 病 毒 基 因 组 中 的 多 种 基 因 常 以 互 相 重 叠 形 式 存 在, 即 编 码 的 几 个 开 放 读 框 (ORF) 间 有 重 叠 病 毒 基 因 的 转 录 与 转 译 均 需 在 细 胞 内 进 行, 因 此 病 毒 基 因 组 的 组 成 与 真 核 细 胞 的 基 因 组 相 似, 而 不 同 于 细 菌 等 原 核 细 胞 的 基 因 组 例 如 细 菌 基 因 组 无 内 含 子, 但 病 毒 基 因 组 中 有 内 含 子, 并 且 转 录 后 剪 接 和 加 工 克 隆 与 表 达 因 病 毒 的 核 酸 是 决 定 病 毒 的 感 染 性 复 制 特 性 遗 传 性 的 基 础, 近 10 余 年 来 几 乎 对 所 有 病 毒 科 的 代 表 病 毒 种 均 进 行 了 基 因 克 隆 并 完 成 了 核 苷 酸 240

241 测 序 此 外, 还 用 定 位 点 突 变 缺 失 突 变 等 研 究 了 病 毒 基 因 片 段 的 功 能 通 过 将 编 码 有 抗 原 性 与 保 护 性 蛋 白 的 基 因 克 隆 入 表 达 载 体 后, 可 大 量 表 达 蛋 白 并 可 加 以 利 用, 发 展 为 重 组 疫 苗 上 述 基 因 组 技 术 在 DNA 病 毒 中 较 易 于 发 展, 但 在 RNA 病 毒 中 却 遇 到 了 困 难 直 至 运 用 逆 转 录 酶 ( 依 赖 RNA 的 DNA 合 成 酶 ), 以 RNA 病 毒 基 因 为 模 板, 合 成 了 互 补 DNA(cDNA) 后, 方 可 用 限 制 性 内 切 酶 对 cdna 进 行 克 隆 和 表 达 二 病 毒 蛋 白 质 结 构 蛋 白 由 病 毒 核 酸 编 码 的 病 毒 蛋 白 质 可 分 为 结 构 蛋 白 和 非 结 构 蛋 白 结 构 蛋 白 指 的 是 组 成 病 毒 体 的 蛋 白 成 份, 如 病 毒 体 的 衣 壳 基 质 (matrix) 或 包 膜 对 于 结 构 蛋 白, 可 通 过 差 速 离 心 或 密 度 梯 度 离 心 沉 淀 病 毒 体, 再 用 蛋 白 分 离 技 术 ( 如 SDS- 聚 丙 烯 胺 凝 胶 电 泳 等 ) 进 行 分 离 与 纯 化 例 如 对 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 衣 壳 蛋 白, 经 纯 化 分 离, 发 现 仅 由 4 种 多 肽 亚 单 位 所 组 成 基 质 蛋 白 是 连 接 衣 壳 蛋 白 与 包 膜 蛋 白 的 部 分, 一 般 具 有 跨 膜 及 锚 定 (anchor) 的 功 能 区 包 膜 蛋 白 因 是 核 衣 壳 成 熟 时 经 过 细 胞 的 核 膜 或 胞 质 膜 释 放 时 形 成 的, 因 此 均 具 有 跨 膜 的 功 能 区, 大 部 分 蛋 白 分 子 突 出 在 病 毒 体 外, 而 且 是 糖 蛋 白 有 些 包 膜 上 具 有 在 电 镜 下 可 见, 并 有 一 定 形 状 的 刺 突 在 流 感 病 毒 和 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 中, 这 些 刺 突 具 有 重 要 的 抗 原 性, 可 诱 生 机 体 的 体 液 免 疫 及 细 胞 免 疫 应 答 非 结 构 蛋 白 非 结 构 蛋 白 可 以 存 在 于 病 毒 体 内, 如 病 毒 的 酶, 但 也 可 能 不 存 在 于 病 毒 体 内 而 仅 存 在 于 感 染 细 胞 内, 例 如 抑 制 细 胞 生 物 合 成 的 蛋 白 或 抑 制 病 毒 抗 原 经 组 织 相 容 性 抗 原 (MHC) 递 呈 的 蛋 白 等 对 于 细 胞 内 的 病 毒 蛋 白 则 可 用 针 对 不 同 表 位 的 标 记 单 克 隆 抗 体 在 感 染 细 胞 中 进 行 染 色 与 分 析 此 外 还 可 用 蛋 白 酶 或 糖 基 化 抑 制 物 在 病 毒 感 染 的 细 胞 中 进 行 动 态 分 析, 以 明 确 各 种 非 结 构 蛋 白 出 现 的 时 相 和 其 可 能 的 作 用 根 据 基 因 的 核 苷 酸 序 列 和 对 氨 基 酸 的 推 导, 也 可 利 用 电 脑 软 件 进 行 对 比 分 析 病 毒 蛋 白 的 功 能 非 结 构 蛋 白 中 具 有 酶 功 能 的 蛋 白, 如 逆 转 录 酶 蛋 白 水 解 酶 DNA 多 聚 酶 胸 腺 嘧 啶 核 苷 激 酶 等 已 作 为 抗 病 毒 药 物 作 用 的 靶 而 备 受 重 视 因 为 从 病 毒 体 中 分 离 纯 化 病 毒 酶 获 得 量 很 少, 对 多 数 病 毒 酶 功 能 的 研 究 都 是 通 过 重 组 表 达 而 获 得 病 毒 的 酶 有 些 非 结 构 蛋 白 具 有 转 化 宿 主 细 胞 的 作 用, 其 机 制 或 是 通 过 激 活 细 胞 的 癌 基 因 所 致, 或 是 蛋 白 本 身 即 有 此 作 用 编 码 直 接 转 化 细 胞 蛋 白 的 基 因 被 称 为 病 毒 癌 基 因 有 些 病 毒 241

242 的 非 结 构 蛋 白 还 具 有 抗 细 胞 因 子 或 抗 细 胞 凋 亡 作 用 因 此 非 结 构 蛋 白 的 功 能 研 究 对 阐 明 病 毒 的 致 病 机 制 有 重 要 价 值 第 三 节 病 毒 的 培 养 与 增 殖 一 病 毒 的 培 养 病 毒 必 须 在 活 细 胞 中 方 能 进 行 生 命 活 动, 因 此 早 期 对 病 毒 生 物 学 特 性 的 研 究 主 要 通 过 动 物 接 种 ( 鼠 兔 犬 牛 猴 等 ) 以 培 养 病 毒 目 前 动 物 接 种 仅 限 于 研 究 病 毒 或 毒 株 的 致 病 性 或 为 确 切 诊 断 某 种 病 毒 为 病 原 体 个 别 病 毒 ( 如 流 感 病 毒 ) 必 须 在 鸡 胚 中 进 行 分 离 培 养 受 精 鸡 胚 的 羊 膜 腔 和 尿 囊 腔 均 可 用 以 分 离 流 感 病 毒 在 病 毒 学 的 发 展 史 中, 利 用 体 外 培 养 的 动 物 组 织 胚 胎 或 细 胞, 分 离 或 培 养 病 毒 是 突 破 性 的 成 就 我 国 病 毒 学 家 黄 桢 祥 在 30 年 代 研 究 马 脑 炎 病 毒 时, 发 现 在 体 外 培 养 的 组 织 块 中 加 入 病 毒 后, 培 养 液 的 ph 与 无 病 毒 的 对 照 培 养 液 有 显 著 差 别, 提 出 了 有 可 能 利 用 体 外 组 织 培 养 病 毒 在 此 基 础 上,Enders 在 非 神 经 组 织 培 养 中 成 功 地 培 养 了 脊 髓 灰 质 炎 病 毒, 并 进 一 步 研 制 出 脊 髓 灰 质 炎 疫 苗 Enders 在 诺 贝 尔 奖 金 获 得 者 的 报 告 中 还 提 到 了 黄 桢 祥 的 工 作 由 于 组 织 培 养 及 以 后 发 展 的 单 层 或 悬 浮 细 胞 培 养 技 术 具 有 便 于 纯 化 病 毒 可 直 接 观 察 细 胞 变 化 ( 包 括 细 胞 出 现 病 变 或 转 化 ) 可 对 病 毒 的 复 制 过 程 进 行 基 础 性 研 究 可 进 行 空 斑 纯 化 病 毒 克 隆 以 及 可 滴 定 病 毒 含 量 等 优 点, 至 今 细 胞 培 养 仍 是 分 离 病 毒 及 了 解 病 毒 生 物 学 特 性 和 病 毒 疫 苗 生 产 的 主 要 工 具 例 如 当 今 为 消 灭 小 儿 麻 痹 症 所 应 用 的 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 疫 苗 就 是 用 细 胞 培 养 法 所 生 产 与 制 备 的 培 养 病 毒 所 用 的 细 胞 有 原 代 细 胞 传 代 细 胞 及 双 倍 体 细 胞 等 不 同 种 类 原 代 细 胞 培 养 是 指 自 动 物 或 人 ( 来 自 猝 死 疾 病 或 因 治 疗 而 流 产 胎 儿 的 材 料 ) 组 织 直 接 用 蛋 白 酶 消 化 所 获 得 的 细 胞, 经 培 养 后 可 贴 管 壁 生 长 或 悬 浮 生 长 ( 如 淋 巴 细 胞 ) 原 代 细 胞 对 病 毒 的 易 感 性 高, 主 要 作 为 自 标 本 中 分 离 病 毒 的 工 具 传 代 细 胞 分 为 二 倍 体 细 胞 株 和 传 代 细 胞 系 可 连 续 传 代 的 细 胞 系 或 来 自 肿 瘤 组 织 ( 如 HeLa 细 胞 ) 或 来 自 发 生 自 发 转 化 的 原 代 细 胞 系 ( 如 中 国 地 鼠 卵 巢 细 胞 系,CHO) 这 些 细 胞 系 的 染 色 体 为 多 倍 体, 与 正 常 细 胞 不 同 二 倍 体 细 胞 则 为 在 体 外 连 续 代 后 仍 保 持 其 二 倍 染 色 体 数 目 的 细 胞 经 再 连 续 传 代, 则 二 倍 体 细 胞 逐 渐 衰 老 而 死 亡 这 种 细 胞 株 多 数 用 人 胚 肺 组 织 建 立, 既 可 用 于 分 离 病 毒, 也 是 人 242

243 用 疫 苗 生 产 中 首 选 的 细 胞 株 在 用 真 核 表 达 基 因 工 程 产 品 时 则 常 用 CHO 细 胞 由 于 建 立 了 细 胞 培 养 系 统 才 能 开 展 对 病 毒 复 制 的 研 究 病 毒 的 复 制 过 程 常 伴 有 一 定 的 形 态 学 与 生 化 的 变 化, 最 早 观 察 病 毒 的 复 制 是 从 细 胞 发 生 形 态 变 化 入 手 溶 细 胞 型 病 毒 感 染 细 胞 后, 可 出 现 细 胞 团 缩 裂 解 和 细 胞 肿 大 以 及 数 个 细 胞 融 合 成 多 核 巨 细 胞 或 细 胞 聚 集 成 葡 萄 串 等 将 病 毒 原 液 作 10 倍 系 列 稀 释 后, 可 对 病 毒 的 量 进 行 滴 定 常 用 表 达 的 方 式 为 TCID 50 (50%tissue culture infective dose), 即 能 在 半 数 细 胞 培 养 板 孔 或 试 管 内 引 起 细 胞 病 变 (cytopathic effect, CPE) 的 病 毒 量 例 如 在 判 定 减 毒 活 疫 苗 的 质 量 时, 常 需 用 所 含 病 毒 量 作 为 重 要 标 准 此 外 还 可 利 用 在 细 胞 培 养 的 表 面 覆 盖 一 层 半 固 体 物 质 的 方 法, 使 细 胞 病 变 形 成 空 斑, 用 来 纯 化 毒 株 二 病 毒 的 增 殖 病 毒 在 易 感 活 细 胞 内 增 殖 的 方 式, 不 同 于 其 他 微 生 物 的 以 二 分 裂 方 式 繁 殖 病 毒 是 以 其 基 因 为 模 板, 籍 DNA 多 聚 酶 或 RNA 多 聚 酶 以 及 其 他 必 要 因 素, 指 令 细 胞 停 止 合 成 细 胞 的 蛋 白 质 与 核 酸, 转 为 复 制 病 毒 的 基 因 组, 转 录 转 译 出 相 应 的 病 毒 蛋 白, 最 终 释 放 出 子 代 病 毒 这 一 过 程 称 为 一 个 复 制 周 期 为 便 于 阐 述, 将 这 一 连 续 过 程 分 成 吸 附 和 穿 入 脱 壳 生 物 合 成 组 装 成 熟 与 释 放 四 个 步 骤 介 绍, 以 双 链 DNA 病 毒 为 例, 参 见 图 23-5 图 23-5 吸 附 和 穿 入 (absorption and penetration) 病 毒 需 先 吸 附 于 易 感 细 胞 后 方 可 穿 入 吸 附 主 要 是 通 过 病 毒 的 包 膜 或 无 包 膜 病 毒 衣 壳 表 面 的 配 体 位 点 与 细 胞 表 面 的 特 异 受 体 结 合 所 介 导 体 外 培 养 细 胞 的 受 体 不 一 定 与 体 内 组 织 或 细 胞 的 受 体 相 同 例 如 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 在 体 外 细 胞 培 养 中 可 感 染 人 或 猴 肾 细 胞, 但 在 体 内 主 要 侵 犯 的 靶 细 胞 是 神 经 系 统, 其 机 制 尚 不 明 确 研 究 显 示, 各 种 病 毒 的 受 体 不 同 已 知 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 的 一 种 衣 壳 蛋 白 可 与 灵 长 类 细 胞 表 面 的 Ig( 免 疫 球 蛋 白 ) 家 族 的 蛋 白 受 体 结 合 ;HIV 包 膜 糖 蛋 白 gp 160 的 受 体 是 人 辅 助 T 淋 巴 细 胞 表 面 的 CD 4 受 体, 但 是 病 毒 可 有 不 止 一 种 细 胞 受 体, 而 且 还 有 不 少 病 毒 受 体 尚 未 被 确 定 病 毒 体 吸 附 于 宿 主 细 胞 膜 上, 可 通 过 数 种 方 式 穿 入 有 包 膜 的 病 毒 多 数 通 过 包 膜 与 宿 主 细 胞 膜 融 合 后 进 入 细 胞, 然 后 将 核 衣 壳 释 放 入 细 胞 浆 内 无 包 膜 病 毒 一 般 是 通 过 细 胞 膜 以 胞 饮 方 式 将 该 衣 壳 吞 入 243

244 脱 壳 (uncoating) 病 毒 在 细 胞 内 必 须 脱 去 衣 壳, 其 核 酸 方 可 在 宿 主 细 胞 中 发 挥 指 令 作 用 多 数 病 毒 在 穿 入 时 已 在 细 胞 的 溶 酶 体 酶 作 用 下 脱 壳 并 释 放 出 病 毒 的 基 因 组 少 数 病 毒 的 脱 壳 过 程 较 复 杂 这 些 病 毒 往 往 是 在 脱 衣 壳 前, 病 毒 的 酶 已 在 起 转 录 mrna 的 作 用 生 物 合 成 (biosynthesis) 早 期 病 毒 基 因 组 在 细 胞 内 进 行 转 录 转 译 需 先 合 成 非 结 构 蛋 白 质, 即 必 须 的 复 制 酶 和 转 录 转 译 一 些 抑 制 细 胞 核 酸 与 蛋 白 质 合 成 的 酶 以 阻 断 宿 主 细 胞 的 正 常 代 谢 然 后 根 据 病 毒 基 因 组 指 令, 复 制 病 毒 的 核 酸, 合 成 结 构 蛋 白 质 与 一 系 列 的 非 结 构 蛋 白 质 这 一 阶 段 并 无 完 整 病 毒 可 见, 也 不 能 用 血 清 学 检 测 出 病 毒 的 抗 原, 因 此 曾 被 称 为 隐 蔽 期 这 一 生 物 合 成 阶 段 的 详 细 过 程 是 通 过 用 生 物 化 学 分 子 生 物 学 及 标 记 核 酸 等 技 术 研 究 的 实 验 结 果, 综 合 分 析 所 获 得 病 毒 基 因 组 有 不 同 类 型 在 生 物 合 成 阶 段, 主 要 根 据 基 因 组 转 录 mrna 及 转 译 蛋 白 质 的 不 同 分 成 6 大 类 型 : 即 双 链 DNA 病 毒 单 链 DNA 病 毒 单 正 链 RNA 病 毒 单 负 链 RNA 病 毒 双 链 RNA 病 毒 及 逆 转 录 病 毒 1. DNA 病 毒 人 和 动 物 的 DNA 病 毒 基 因 组 大 多 数 为 双 链 DNA, 例 如 疱 疹 病 毒 腺 病 毒 它 们 在 细 胞 核 内 合 成 DNA, 在 胞 质 内 合 成 病 毒 蛋 白 ; 只 有 痘 病 毒 例 外, 因 其 本 身 携 带 DNA 多 聚 酶,DNA 和 蛋 白 质 都 在 胞 质 内 合 成 双 链 DNA 病 毒 的 复 制 一 般 可 分 为 早 期 及 晚 期 两 个 阶 段, 早 期 阶 段 病 毒 先 利 用 细 胞 核 内 依 赖 DNA 的 DNA 多 聚 酶, 转 录 出 早 期 mrna, 再 在 胞 质 内 核 糖 体 转 译 成 早 期 蛋 白 这 些 早 期 蛋 白 为 非 结 构 蛋 白, 主 要 为 合 成 病 毒 子 代 DNA 所 需 要 的 DNA 多 聚 酶 和 脱 氧 胸 腺 嘧 啶 激 酶 及 多 种 调 控 病 毒 基 因 组 转 录 和 抑 制 宿 主 细 胞 代 谢 的 酶, 为 病 毒 核 酸 的 复 制 提 供 酶 和 条 件 晚 期 阶 段 则 为 病 毒 双 链 DNA 通 过 解 链 后, 利 用 早 期 转 录 转 译 的 酶 等 分 别 以 正 链 DNA 和 负 链 DNA 为 模 板, 复 制 出 子 代 DNA 同 时 病 毒 DNA 转 录 的 mrna 可 进 入 胞 质 转 译 出 病 毒 的 结 构 蛋 白, 包 括 衣 壳 蛋 白 及 其 他 结 构 蛋 白 从 DNA 病 毒 复 制 的 全 过 程, 可 见 随 病 毒 基 因 组 转 录 和 转 译 的 不 同 阶 段, 需 要 不 同 种 类 的 蛋 白 参 与 调 控, 因 此 需 有 不 同 的 mrna 转 录 与 转 译, 从 而 使 这 一 过 程 可 有 效 并 有 序 地 进 行 在 生 物 合 成 中, 因 病 毒 基 因 组 进 入 细 胞 核 内, 不 仅 有 与 细 胞 染 色 体 基 因 重 组 与 整 合 的 机 会, 还 有 利 于 病 毒 在 细 胞 内 持 续 存 在 激 活 病 毒 或 细 胞 的 癌 基 因 生 物 合 成 中, 由 病 毒 DNA 244

245 编 码 的 酶 与 细 胞 所 提 供 的 酶 不 同, 因 此 已 成 为 抗 病 毒 药 物 所 针 对 的 靶 单 链 DNA 病 毒 种 类 很 少 其 生 物 合 成 需 先 合 成 另 一 条 互 补 链, 与 亲 代 单 链 DNA 形 成 DNA 双 链 的 复 制 中 间 体 后, 然 后 解 链 而 分 别 转 录 与 转 译 2. RNA 病 毒 人 与 动 物 的 RNA 病 毒 大 多 数 为 单 链 RNA 病 毒 RNA 病 毒 的 生 物 合 成 是 极 其 独 特 的, 因 其 他 生 物 体 的 基 因 组 均 为 DNA 绝 大 数 RNA 病 毒 的 生 物 合 成 并 不 需 要 DNA 参 与, 用 去 核 的 细 胞 进 行 实 验, 发 现 RNA 病 毒 仍 可 进 行 生 物 合 成, 因 此 RNA 病 毒 只 需 在 宿 主 细 胞 质 内 合 成 子 代 RNA 及 病 毒 蛋 白 质 例 外 的 是 流 感 病 毒 及 个 别 副 粘 病 毒, 它 们 需 要 有 一 个 细 胞 核 内 的 生 物 合 成 阶 段 实 验 证 明 细 胞 核 的 mrna 对 流 感 病 毒 的 转 录 有 启 动 作 用 单 链 RNA 病 毒 分 为 正 单 链 RNA 病 毒 与 负 单 链 RNA 病 毒 正 单 链 RNA 病 毒 的 RNA 基 因 组 不 仅 可 作 为 模 板 复 制 子 代 病 毒 RNA, 还 同 时 具 有 mrna 的 功 能, 可 直 接 附 着 于 胞 质 的 核 糖 体, 转 译 出 病 毒 的 非 结 构 蛋 白 与 结 构 蛋 白 非 结 构 蛋 白 包 括 供 病 毒 RNA 复 制 所 需 要 依 赖 RNA 的 RNA 多 聚 酶 等, 结 构 蛋 白 则 包 括 衣 壳 蛋 白 等 负 单 链 RNA 病 毒 的 基 因 组 与 正 单 链 RNA 病 毒 基 因 组 相 同 之 处 为 其 基 因 组 RNA 也 可 作 为 模 板 复 制 子 代 病 毒 RNA, 但 不 同 点 为 其 基 因 组 因 为 是 负 链 RNA 不 能 直 接 附 着 于 胞 质 内 的 核 糖 体 作 为 mrna 以 转 译 病 毒 所 需 的 蛋 白 质 ; 因 此 负 单 链 RNA 病 毒 体 内 必 须 携 带 有 依 赖 RNA 多 聚 酶, 通 过 自 身 内 部 先 转 录 出 核 苷 酸 序 列 与 亲 代 基 因 组 互 补 的 正 链 后, 才 能 在 核 糖 体 上 转 译 出 相 应 的 蛋 白 质 无 论 正 单 链 或 负 单 链 RNA 病 毒 在 复 制 子 代 病 毒 RNA 前 都 需 合 成 另 一 互 补 链, 成 为 复 制 中 间 型 后, 再 分 别 解 链 进 行 复 制 不 同 点 是 正 单 链 RNA 病 毒 所 合 成 互 补 链 的 RNA 多 聚 酶 是 由 其 本 身 RNA 作 为 mrna 转 译 所 合 成 ; 而 负 单 链 RNA 病 毒 的 RNA 多 聚 酶 则 是 病 毒 体 内 所 携 带 的 因 多 数 RNA 病 毒 的 合 成 不 进 入 细 胞 核 内, 因 此 不 会 出 现 RNA 病 毒 的 整 合 ( 逆 转 录 病 毒 例 外 ) 宿 主 细 胞 中 并 无 依 赖 RNA 的 RNA 多 聚 酶, 因 此 这 一 酶 可 作 为 抗 病 毒 作 用 的 靶 在 生 物 合 成 中,RNA 病 毒 形 成 的 复 制 中 间 型 可 高 效 地 大 量 复 制, 因 此 RNA 病 毒 增 殖 一 个 周 期 所 需 时 间 少 于 DNA 病 毒 逆 转 录 病 毒 虽 也 是 单 链 RNA 病 毒, 但 其 生 物 合 成 过 程 完 全 不 同 因 为 这 类 病 毒 体 带 有 逆 转 录 酶, 可 用 病 毒 亲 代 RNA 为 模 板 合 成 互 补 的 DNA 链, 从 而 构 成 了 RNA:DNA 中 间 体 随 后, 在 中 间 体 中 的 RNA 由 细 胞 编 码 的 RNA 酶 H 245

246 水 解 去 除 的 同 时, 进 入 细 胞 核, 经 细 胞 的 DNA 多 聚 酶 作 用, 以 DNA 链 为 模 板 合 成 互 补 的 另 一 条 DNA 链 而 成 为 双 链 DNA 分 子 这 一 双 链 DNA 分 子 通 过 整 合 入 细 胞 的 染 色 体 DNA 上, 成 为 前 病 毒 (provirus), 并 可 随 宿 主 细 胞 的 分 裂 而 存 在 于 子 代 细 胞 内 前 病 毒 还 可 在 核 内 经 细 胞 的 依 赖 DNA 的 RNA 多 聚 酶 转 录 出 病 毒 的 mrna 与 子 代 病 毒 的 RNA 后 者 可 在 胞 质 核 糖 体 上 转 译 出 子 代 病 毒 蛋 白 质 逆 转 录 病 毒 独 特 的 生 物 合 成 过 程 使 其 成 为 第 一 个 被 确 定 的 人 类 肿 瘤 病 毒 人 类 T 淋 巴 细 胞 白 血 病 病 毒 (HTLV-I 及 HTLV-Ⅱ) 就 是 逆 转 录 病 毒 此 外, HIV 也 是 逆 转 录 病 毒 ; 现 有 的 抗 HIV 药 物 之 一 就 是 针 对 逆 转 录 酶 的 制 品 装 配 与 释 放 (assembly and release) 根 据 病 毒 的 种 类 不 同, 在 细 胞 内 复 制 出 子 代 病 毒 的 核 酸 与 蛋 白 质, 在 宿 主 细 胞 内 装 配 的 部 位 也 不 同 ; 分 别 可 在 胞 核 内 胞 质 内 核 膜 及 胞 质 膜 上 无 包 膜 病 毒 装 配 成 的 核 衣 壳 即 为 成 熟 的 病 毒 体 ; 有 包 膜 的 病 毒, 装 配 成 核 衣 壳 后 以 出 芽 方 式 释 放 释 放 时 可 包 有 核 膜 或 胞 质 膜 而 为 成 熟 病 毒 体 包 膜 上 的 脂 类 来 自 细 胞, 可 随 在 不 同 细 胞 内 增 殖 而 有 不 同, 但 包 膜 的 蛋 白 ( 包 括 糖 蛋 白 ) 则 由 病 毒 编 码, 故 具 有 病 毒 的 特 异 性 与 抗 原 性 三 病 毒 增 殖 的 细 胞 效 应 病 毒 在 复 制 过 程 中 阻 断 或 抑 制 宿 主 细 胞 的 正 常 代 谢, 可 致 细 胞 损 伤 裂 解 并 释 放 出 大 量 的 子 代 病 毒 ( 如 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 等 ) 出 芽 释 放 的 病 毒 ( 如 疱 疹 病 毒 等 ) 虽 然 不 直 接 裂 解 细 胞, 但 在 体 外 细 胞 培 养 中 可 因 细 胞 功 能 及 新 陈 代 谢 的 改 变 最 终 导 致 细 胞 死 亡 有 些 病 毒 ( 如 巨 细 胞 病 毒 ) 的 子 代 病 毒 很 少 释 放 至 细 胞 外, 而 是 通 过 细 胞 间 桥, 或 通 过 细 胞 融 合 方 式 侵 入 新 的 细 胞 至 于 逆 转 录 病 毒 则 一 方 面 可 以 出 芽 方 式 释 放 子 代 病 毒, 一 方 面 还 可 通 过 整 合 有 病 毒 基 因 的 细 胞 分 裂 后, 将 病 毒 基 因 传 递 入 子 代 病 毒 至 于 基 因 分 节 段 的 RNA 病 毒 ( 如 流 感 病 毒 等 ) 如 何 能 有 效 地 分 别 复 制 各 节 段 并 有 序 地 将 各 节 段 装 配 成 完 整 病 毒 体? 通 过 出 芽 形 式 大 量 释 放 的 乙 型 肝 炎 病 毒, 为 何 在 释 放 完 整 病 毒 的 同 时 过 量 释 放 无 核 酸 的 包 膜 抗 原 颗 粒 等? 都 是 尚 未 解 决 的 问 题 当 两 种 病 毒 同 时 感 染 同 一 细 胞 时, 可 发 生 一 种 病 毒 的 增 殖 抑 制 了 另 一 种 病 毒 增 殖 的 现 象 称 为 干 扰 现 象 (interference) 有 时 同 种 病 毒 的 不 同 型 或 不 同 株 之 间 也 可 发 生 干 扰 现 象 对 这 一 现 象 机 制 研 究 首 先 考 虑 的 是 第 一 种 病 毒 感 染 后, 宿 主 细 胞 表 面 的 受 体 被 结 合 或 细 胞 发 生 了 代 谢 途 径 的 变 化, 从 而 阻 止 了 另 一 种 病 毒 的 吸 246

247 附 穿 入 细 胞 或 生 物 合 成 进 一 步 研 究 发 现, 经 灭 活 的 病 毒 也 具 有 干 扰 作 用, 这 就 难 以 用 代 谢 途 径 变 化 来 解 释 以 后 发 现 灭 活 病 毒 在 细 胞 中 可 诱 导 细 胞 产 生 抑 制 病 毒 复 制 的 一 组 蛋 白 质, 被 称 为 干 扰 素 (interferon,ifn) 干 扰 素 的 发 现 启 动 了 一 系 列 细 胞 抗 病 毒 作 用 及 病 毒 免 疫 的 研 究 四 病 毒 的 异 常 增 殖 病 毒 进 入 宿 主 细 胞 后, 可 因 病 毒 本 身 基 因 组 不 完 整 或 发 生 了 变 化, 以 致 不 能 在 细 胞 内 完 成 增 殖 的 全 过 程 和 复 制 出 有 感 染 性 的 病 毒 体 另 一 方 面, 如 宿 主 细 胞 缺 乏 病 毒 复 制 所 需 的 酶 能 量 等 条 件, 病 毒 也 不 能 复 制 和 装 配 释 放 成 熟 病 毒 体 缺 陷 干 扰 颗 粒 带 有 不 完 整 基 因 组 的 病 毒 体, 称 为 缺 陷 病 毒 (defective virus) 当 缺 陷 病 毒 不 能 复 制, 但 却 能 干 扰 同 种 成 熟 病 毒 体 进 入 细 胞 则 被 称 为 缺 陷 干 扰 颗 粒 (defective interfering particles,dip) 过 去 一 度 曾 设 想 用 DIP 作 为 抗 野 毒 株 病 毒 复 制 的 制 剂, 然 而 后 来 发 现 DIP 具 有 两 面 性, 即 在 干 扰 野 毒 株 的 同 时, 野 毒 株 的 完 整 基 因 组 也 可 弥 补 缺 陷 病 毒 基 因 组 的 不 足, 辅 助 缺 陷 病 毒 增 殖 出 完 整 病 毒 结 果 使 DIP 与 野 毒 株 各 自 有 增 多 及 减 少 的 消 长 动 态 在 自 然 界 还 发 现 有 些 种 的 病 毒 是 天 然 的 缺 陷 病 毒, 需 要 在 另 一 种 病 毒 辅 助 下 方 可 增 殖, 如 腺 病 毒 伴 随 病 毒, 是 小 的 单 链 DNA 病 毒, 必 须 有 腺 病 毒 辅 助 方 可 增 殖 这 种 自 然 存 在 的 缺 陷 病 毒 究 竟 是 如 何 演 变 与 成 熟 的, 还 待 研 究 顿 挫 感 染 因 细 胞 条 件 不 合 适, 病 毒 虽 可 进 入 细 胞 但 不 能 复 制 的 感 染 过 程 被 称 为 顿 挫 感 染 (abortive infection) 构 成 顿 挫 感 染 的 细 胞 被 称 为 非 容 许 性 细 胞 (non-permissive cells) 能 支 持 病 毒 完 成 正 常 增 殖 的 细 胞 则 被 称 为 容 许 性 细 胞 当 病 毒 感 染 体 内 一 些 不 是 其 正 常 感 染 时 相 应 的 靶 细 胞 时, 这 些 细 胞 则 是 非 容 许 细 胞 在 非 容 许 性 细 胞 内 病 毒 可 以 存 在, 但 不 完 成 正 常 增 殖 周 期 如 果 条 件 改 变, 病 毒 能 经 过 非 容 许 性 细 胞 介 导 而 进 入 容 许 性 细 胞 后, 在 体 内 可 出 现 完 整 病 毒 的 增 殖 第 四 节 病 毒 的 遗 传 与 变 异 对 病 毒 遗 传 与 变 异 的 研 究 经 历 了 两 个 阶 段, 即 传 统 的 遗 传 学 和 分 子 遗 传 学 阶 段 由 于 病 毒 基 因 组 较 简 单, 其 基 因 数 在 3~10 个 之 间, 每 种 病 毒 只 有 一 种 DNA 或 RNA, 增 殖 速 度 极 快, 例 如 单 个 腺 病 毒 在 一 个 细 胞 内 可 产 生 相 当 于 17 代 的 25 万 个 子 代 DNA 分 子, 因 此 最 早 即 用 病 毒 作 为 研 究 分 子 遗 传 学 的 工 具 247

248 一 传 统 遗 传 学 病 毒 传 统 遗 传 学 的 研 究 主 要 是 用 不 同 表 型 的 病 毒 变 异 株 之 间 遗 传 物 质 的 交 换 来 分 析 各 种 病 毒 基 因 所 编 码 的 生 物 学 功 能 常 用 的 病 毒 为 腺 病 毒 流 感 病 毒 和 辛 德 毕 斯 病 毒 (Sindbis virus) 等 采 用 的 突 变 株 (mutant) 是 从 自 然 界 分 离, 或 是 用 紫 外 线 亚 硝 酸 等 理 化 因 子 诱 发 而 获 得 的 变 异 株 突 变 株 突 变 株 需 具 有 容 易 检 测 与 识 别 生 物 学 特 性 : 如 温 度 敏 感 (temperature sensitive,ts) 突 变 株 是 指 在 28~35 的 温 度 下 可 以 复 制, 但 当 温 度 升 至 37~40 则 不 能 复 制 的 突 变 株 ; 宿 主 范 围 突 变 株 指 的 是 改 变 宿 主 范 围 的 突 变 株 ; 此 外 还 有 抗 原 性 突 变 株 致 病 性 减 弱 及 耐 药 性 突 变 株 等 一 般 突 变 株 指 的 是 因 基 因 改 变 而 发 生 某 些 生 物 特 性 改 变 的 毒 株 当 该 突 变 株 能 较 稳 定 地 存 在, 并 可 在 相 应 的 宿 主 或 细 胞 中 传 代 与 存 活, 则 称 为 变 异 株 (variant) 由 于 病 毒 群 体 中 常 同 时 存 在 基 因 组 略 有 不 同 的 病 毒 体, 因 此 在 研 究 中 常 利 用 病 毒 稀 释 后 在 单 层 细 胞 形 成 空 斑, 经 三 次 纯 化 而 获 得 纯 度 高 的 毒 株 重 组 与 重 配 获 得 具 有 不 同 生 物 学 特 征 的 毒 株 后, 病 毒 传 统 遗 传 学 的 研 究 方 法 是 将 两 个 有 亲 缘 关 系 但 生 物 学 不 同 的 性 状 的 毒 株 感 染 同 种 细 胞, 从 而 可 发 生 核 酸 水 平 上 的 互 换 而 产 生 兼 有 两 亲 本 特 性 的 子 代 这 种 由 于 核 酸 间 的 互 换 而 形 成 子 代 的 过 程 称 为 重 组 (recombination), 可 以 用 于 DNA 病 毒 或 RNA 病 毒 对 于 基 因 分 节 段 的 RNA 病 毒, 如 流 感 病 毒 轮 状 病 毒 等, 通 过 交 换 RNA 节 段 而 进 行 的 重 组 被 称 为 重 配 (reassortment) 重 配 发 生 的 机 率 可 高 于 基 因 组 为 单 一 分 子 的 其 他 病 毒 表 型 混 合 由 于 病 毒 增 殖 过 程 中, 核 酸 复 制 与 转 录 转 译 合 成 的 病 毒 蛋 白 分 别 在 细 胞 的 不 同 部 位 进 行, 因 此 有 时 两 株 病 毒 共 同 感 染 时, 并 未 发 生 核 酸 的 交 换 但 当 一 种 病 毒 核 酸 被 另 一 种 病 毒 核 酸 所 编 码 的 蛋 白 衣 壳 包 裹 后, 也 会 发 生 一 些 生 物 学 特 征 ( 如 耐 药 性, 嗜 细 胞 性 ) 的 改 变 这 种 改 变 不 是 遗 传 型 的 改 变 而 是 表 型 的 混 合, 经 再 次 传 代 后, 子 代 病 毒 的 特 性 将 由 病 毒 体 的 核 酸 所 决 定, 失 去 了 由 表 型 混 合 而 出 现 的 性 状 改 变 因 此 在 获 得 有 新 生 物 学 特 性 的 病 毒 株 时, 应 通 过 传 代, 考 验 新 特 性 的 稳 定 性, 以 区 别 重 组 体 与 表 型 混 合 传 统 遗 传 学 所 用 的 方 法 和 技 术 虽 很 复 杂 与 繁 琐, 但 在 这 一 阶 段 研 究 中 对 病 毒 基 因 及 功 能 的 分 析 提 供 了 有 意 义 的 成 果 例 如 已 知 ts 变 异 株 常 伴 有 毒 力 减 弱, 248

249 我 国 学 者 将 甲 型 肝 炎 病 毒 感 染 细 胞 置 于 相 对 低 的 温 度 下 连 续 传 代, 结 果 筛 选 出 减 毒 的 甲 肝 病 毒 株, 制 备 了 疫 苗, 并 已 用 于 预 防 甲 型 肝 炎 此 外, 重 组 技 术 在 目 前 研 制 以 痘 苗 病 毒 为 载 体 的 多 重 新 型 疫 苗 中 也 仍 被 沿 用 利 用 重 配 来 研 究 流 感 病 毒 的 分 子 流 行 病 学 和 发 展 疫 苗 也 在 进 行 中 传 统 病 毒 遗 传 学 的 优 点 为, 将 病 毒 基 因 改 变 与 生 物 学 特 性 直 接 联 系, 能 较 快 地 揭 示 病 毒 基 因 的 功 能 二 分 子 遗 传 学 20 世 纪 70 年 代 末 开 始 了 用 分 子 遗 传 学 及 克 隆 技 术 研 究 病 毒 的 基 因, 从 而 将 病 毒 遗 传 学 推 进 到 分 子 遗 传 学 阶 段 随 后 开 展 了 对 病 毒 基 因 组 的 全 面 研 究, 即 对 病 毒 的 全 长 基 因 组 分 别 作 克 隆 与 核 苷 酸 测 序 我 国 学 者 已 完 成 对 天 坛 株 痘 苗 病 毒 ( 约 0.2Mb) 的 全 基 因 测 序, 结 果 发 现 与 国 外 痘 苗 毒 株 有 明 显 的 差 异 此 外, 还 完 成 了 我 国 甲 乙 丙 戊 庚 型 肝 炎 病 毒 株 的 全 基 因 测 序 核 苷 酸 序 列 分 析 仅 从 结 构 上 了 解 了 病 毒 基 因 组, 因 此 还 需 从 病 毒 基 因 组 的 开 放 读 框 (ORF) 推 导 其 中 编 码 蛋 白 的 基 因, 并 分 别 将 基 因 克 隆 入 表 达 载 体, 获 纯 化 蛋 白 后 进 行 功 能 研 究 由 此, 可 更 直 接 快 速 地 研 究 表 达 基 因 的 结 构 与 功 能 应 用 基 因 点 突 变 基 因 片 段 缺 失 基 因 片 段 互 换 等 技 术, 可 更 精 确 地 了 解 基 因 片 段, 甚 至 是 单 一 核 苷 酸 的 改 变 的 意 义 此 外, 通 过 对 自 然 界 分 离 的 各 种 病 毒 科 属 株 的 一 些 基 因 片 段 的 分 析 和 比 较, 可 以 了 解 基 因 变 异 的 生 物 学 意 义 对 病 毒 基 因 结 构 与 功 能 的 分 子 生 物 学 研 究, 已 从 理 论 及 应 用 上 促 进 了 病 毒 学 的 发 展 例 如 : 病 毒 基 因 结 构 分 析 通 过 对 RNA 病 毒 基 因 的 研 究, 对 甲 型 流 感 病 毒 分 析, 了 解 了 8 个 节 段 编 码 的 蛋 白 功 能, 从 而 可 对 其 编 码 重 要 的 血 凝 素 抗 原 进 行 测 序 分 析, 并 及 时 发 现 带 有 非 人 来 源 ( 禽 猪 ) 流 感 毒 株 血 凝 素 的 毒 株 通 过 对 丙 型 肝 炎 病 毒 基 因 组 分 析, 发 现 有 较 多 的 编 码 非 结 构 蛋 白 的 基 因, 其 中 已 可 确 定 编 码 病 毒 RNA 多 聚 酶 基 因 的 序 列 和 位 置 病 毒 保 护 性 表 位 的 确 定 根 据 核 苷 酸 序 列 分 析, 分 别 克 隆 与 表 达 不 同 的 病 毒 包 膜 蛋 白, 经 免 疫 原 性 研 究, 可 以 确 定 表 达 保 护 性 抗 原 的 位 点, 如 在 乙 型 肝 炎 病 毒 表 达 中 已 确 定 编 码 表 面 抗 原 中 的 a 决 定 簇 表 位 ( 第 120~147 为 氨 基 酸 ) 是 具 有 保 护 性 的 表 位 病 毒 抗 原 高 变 区 的 分 析 根 据 基 因 分 析,HIV 的 包 膜 抗 原 编 码 区 (env) 中 249

250 有 易 发 生 突 变 的 高 变 区, 容 易 逃 逸 机 体 的 免 疫 应 答 与 毒 力 相 关 的 基 因 编 码 区 分 析 狂 犬 病 病 毒 基 因 分 析 发 现, 编 码 病 毒 G 蛋 白 第 333 位 氨 基 酸 若 由 精 氨 酸 变 为 谷 氨 酰 胺 或 异 亮 氨 酸, 则 病 毒 在 神 经 细 胞 中 的 增 殖 及 扩 散 力 将 大 大 降 低 耐 药 性 变 异 分 析 临 床 上 应 用 针 对 病 毒 酶 的 药 物 后, 有 时 病 毒 经 短 暂 被 抑 制 后 又 重 新 复 制 分 析 病 毒 酶 的 基 因 编 码 区 可 发 现 核 苷 酸 序 列 的 变 异 与 耐 药 性 发 生 的 关 系 作 用 于 病 毒 基 因 的 某 些 细 胞 蛋 白 研 究 病 毒 在 细 胞 内 复 制 时 常 有 一 些 细 胞 蛋 白 与 某 些 基 因 或 基 因 调 控 区 ( 增 强 子 启 动 子 ) 结 合, 在 转 录 与 转 译 中 起 作 用 分 析 这 些 蛋 白 因 子 的 作 用 对 了 解 病 毒 与 细 胞 的 相 互 作 用 很 有 价 值 第 五 节 病 毒 的 分 类 生 物 的 分 类 是 基 于 对 生 物 体 本 质 与 特 性 认 识 基 础 上 所 形 成 的 对 病 毒 分 类 的 原 则 是 :1 核 酸 类 型 与 结 构 (RNA DNA 双 链 单 链 线 状 环 状 是 否 分 节 段 );2 病 毒 体 的 形 状 和 大 小 ;3 病 毒 体 的 形 态 结 构 ( 衣 壳 的 对 称 型 有 无 包 膜 );4 对 脂 溶 剂 的 敏 感 性 等 1995 年 国 际 病 毒 分 类 委 员 会 第 一 次 将 病 毒 分 为 三 大 类, 即 在 原 有 的 DNA 病 毒 类 与 RNA 病 毒 类 之 间 新 增 了 DNA 和 RNA 逆 转 录 病 毒 类 这 一 新 类 包 括 了 原 属 RNA 病 毒 类 的 逆 转 录 病 毒 科 (HIV 属 此 科 ) 和 原 属 DNA 病 毒 类 的 嗜 肝 DNA 病 毒 科 ( 乙 型 肝 炎 病 毒 属 此 科 ) 这 一 新 动 向 突 出 了 逆 转 录 过 程, 因 这 两 科 病 毒 均 有 自 RNA 病 毒 向 DNA 病 毒 的 逆 转 录 这 一 新 类 病 毒 的 增 加 也 反 映 了 不 仅 应 重 视 病 毒 的 基 因 结 构, 还 应 重 视 其 基 因 的 转 录 及 转 译 蛋 白 质 的 过 程 由 于 逆 转 录 过 程 涉 及 宿 主 细 胞 的 有 关 基 因, 是 研 究 病 毒 与 细 胞 互 相 作 用 的 一 个 重 要 环 节 从 此 分 类 学 的 变 化, 可 以 看 出 病 毒 与 细 胞 间 的 相 互 作 用 已 上 升 到 病 毒 学 的 更 重 要 的 地 位 ( 表 -1) 250

251 表 23-1 感 染 人 类 的 重 要 病 毒 分 类 表 病 毒 类 型 分 类 的 主 要 特 点 病 毒 科 名 DNA 病 毒 双 链 DNA, 有 包 膜 痘 病 毒 科 (Poxviridae) 双 链 DNA, 有 包 膜 双 链 DNA, 无 包 膜 疱 疹 病 毒 科 (Herpesviridae) 腺 病 毒 科 (Adenoviridae) 乳 多 空 病 毒 科 (Paproavairidae) 单 链 DNA, 无 包 膜 细 小 病 毒 科 (Paraoviridae) DNA 和 RNA 双 链 DNA, 复 制 过 程 中 嗜 肝 DNA 病 毒 科 (Headnasviridae) 病 毒 有 逆 转 录, 不 分 节 逆 转 录 病 毒 单 链 RNA, 逆 转 录 病 毒 科 (Retroviridae) 复 制 过 程 中 有 逆 转 录, 不 分 节, 有 包 膜 RNA 病 毒 双 链 RNA, 分 节, 无 包 膜 呼 肠 病 毒 科 (Reoviridae) 双 RNA 病 毒 科 (Birnaviridae) 单 负 链 RNA, 不 分 节, 有 包 膜 副 粘 病 毒 科 (Paramyxoviridae) 弹 状 病 毒 科 (Rhabdoviridae) 单 负 链 RNA, 分 节, 有 包 膜 正 粘 病 毒 科 (Orthomyxoviridae) 布 尼 病 毒 科 (Bunyaviridae) 沙 粒 病 毒 科 (Arenaviridae) 单 正 链 RNA, 不 分 节, 无 包 膜 小 RNA 病 毒 科 (Picornaviridae) 嵌 杯 病 毒 科 (Caliciviridae) 星 状 病 毒 科 (Astroviridae) 单 正 链 RNA, 不 分 节, 有 包 膜 冠 状 病 毒 科 (Coronaviridae) 黄 病 毒 科 (Flaviviridae) 251

252 披 膜 病 毒 科 (Togaviridae) 卫 星 病 毒 (salelletes) 和 类 病 毒 (viroids) 是 一 些 新 的 非 寻 常 病 毒 的 致 病 因 子 卫 星 病 毒 : 多 数 与 植 物 病 毒 相 关, 少 数 与 噬 菌 体 或 动 物 病 毒 相 关 如 腺 病 毒 的 卫 星 病 毒 (dependovirus) 卫 星 病 毒 可 分 为 两 大 类, 一 类 可 编 码 自 身 的 衣 壳 蛋 白, 另 一 类 为 卫 星 病 毒 RNA 分 子 ( 也 曾 被 称 为 virusoid), 需 利 用 辅 助 病 毒 的 蛋 白 衣 壳 其 特 点 为, 是 500~2000 个 核 苷 酸 的 单 链 RNA, 与 缺 陷 病 毒 不 同, 表 现 为 与 辅 助 病 毒 基 因 组 间 无 同 源 性 ; 复 制 时 常 干 扰 辅 助 病 毒 的 增 殖 类 病 毒 : 很 小 的 杆 状 RNA 分 子, 由 200~400 个 核 苷 酸 组 成, 有 二 级 结 构, 无 包 膜 或 衣 壳 在 细 胞 核 内 增 殖, 利 用 宿 主 细 胞 的 RNA 多 聚 酶 Ⅱ 进 行 复 制 目 前 认 为 丁 型 肝 炎 病 毒 是 一 种 特 殊 的 嵌 合 分 子, 具 有 部 分 卫 星 病 毒 及 部 分 类 病 毒 的 特 性 朊 粒 (prion) 曾 亦 度 归 属 于 非 寻 常 病 毒 的 致 病 因 子 ; 但 经 近 年 深 入 研 究, 不 少 学 者 认 为 不 宜 列 入 病 毒 范 畴, 其 生 物 学 地 位 待 定 ( 闻 玉 梅 ) 第 24 章 第 一 节 病 毒 的 感 染 与 免 疫 病 毒 的 致 病 作 用 病 毒 的 感 染 是 从 侵 入 宿 主 开 始, 然 而 其 致 病 作 用 则 主 要 是 通 过 侵 入 易 感 细 胞 损 伤 或 改 变 细 胞 的 功 能 而 引 发 因 此 可 从 整 体 及 细 胞 两 个 层 次 分 别 阐 述 一 整 体 水 平 的 病 毒 感 染 ( 一 ) 感 染 类 型 病 毒 主 要 通 过 皮 肤 粘 膜 ( 呼 吸 道 消 化 道 或 泌 尿 生 殖 道 ) 传 播, 但 在 特 定 条 件 下 可 直 接 进 入 血 循 环 ( 如 输 血 机 械 损 伤 昆 虫 叮 咬 等 ) 而 感 染 机 体 这 种 传 播 方 式 被 称 为 水 平 传 播 通 过 胎 盘 或 产 道 将 病 毒 由 亲 代 传 播 给 子 代 的 方 式 称 为 垂 直 传 播 或 围 生 期 传 播, 主 要 见 于 发 生 病 毒 血 症 或 病 毒 与 血 细 胞 紧 密 结 合 的 感 染, 如 巨 细 胞 病 毒 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 (HIV) 及 乙 型 肝 炎 病 毒 等 表 24-1 人 类 病 毒 的 感 染 途 径 主 要 感 染 途 径 传 播 方 式 及 媒 介 病 毒 种 类 呼 吸 道 空 气 飞 沫 或 皮 屑 流 感 病 毒 鼻 病 毒 麻 疹 病 毒 风 疹 病 毒 腮 腺 炎 病 毒 腺 病 252

253 毒 及 部 分 EB 病 毒 与 肠 道 病 毒 水 痘 病 毒 等 消 化 道 污 染 水 或 食 品 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 其 他 肠 道 病 毒 轮 状 病 毒 甲 肝 病 毒 戊 肝 病 毒 部 分 腺 病 毒 输 血 注 射 或 污 染 血 或 血 制 品 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 乙 肝 病 毒 器 官 移 植 污 染 注 射 器 丙 肝 病 毒 巨 细 胞 病 毒 等 眼 或 泌 尿 生 殖 道 接 触 游 泳 池 性 交 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 疱 疹 病 毒 1 2 型 肠 道 病 毒 70 型 腺 病 毒 乳 头 瘤 病 毒 经 胎 盘 围 生 期 宫 内 分 娩 产 道 乙 肝 病 毒 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 哺 乳 等 巨 细 胞 病 毒 风 疹 病 毒 破 损 皮 肤 昆 虫 叮 咬 狂 犬 脑 炎 病 毒 出 血 热 病 毒 狂 犬 鼠 类 病 病 毒 等 机 体 感 染 病 毒 后, 依 病 毒 的 种 类 毒 力 强 弱 和 机 体 免 疫 力 等 不 同, 可 表 现 出 不 同 的 临 床 类 型 如 不 引 起 临 床 症 状 的 隐 性 感 染 又 称 亚 临 床 感 染 (inapparent or subclinical infection) 和 出 现 临 床 症 状 的 显 性 感 染 或 感 染 性 疾 病 (apparent infection or infectious disease) 根 据 临 床 症 状 的 长 短, 可 分 为 急 性 与 慢 性 感 染 等 病 毒 的 持 续 性 感 染 (persistent viral infection) 是 病 毒 感 染 中 的 一 种 重 要 类 型 在 这 类 感 染 中, 病 毒 可 在 机 体 内 持 续 数 月 至 数 年 甚 至 数 十 年 可 出 现 症 状, 也 可 不 出 现 症 状 而 成 为 长 期 带 病 毒, 引 起 慢 性 进 行 性 疾 病, 并 可 成 为 重 要 的 传 染 源 此 外 也 可 引 发 自 身 免 疫 病 或 与 肿 瘤 发 生 相 关 持 续 性 病 毒 感 染 的 致 病 机 制 不 同, 而 且 临 床 表 现 各 异 根 据 患 者 的 疾 病 过 程 和 动 物 实 验 与 细 胞 培 养 中 的 表 现, 可 大 致 分 为 三 种 : 慢 性 感 染 (chronic infection) 显 性 或 隐 性 感 染 后, 病 毒 未 完 全 清 除, 可 持 续 存 在 血 液 或 组 织 中 并 不 断 排 出 体 外, 可 出 现 症 状, 也 可 无 症 状 在 慢 性 感 染 全 过 程 中 病 毒 可 被 分 离 培 养 或 检 测, 例 如 巨 细 胞 病 毒 EB 病 毒 所 致 的 慢 性 感 染 及 慢 性 乙 型 肝 炎 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 感 染 等 潜 伏 性 感 染 (latent infection) 经 隐 性 或 显 性 感 染 后, 病 毒 基 因 存 在 于 一 定 的 组 织 或 细 胞 中, 但 并 不 能 产 生 有 感 染 性 的 病 毒 体, 在 某 些 条 件 下 病 毒 可 被 激 活 而 急 性 发 作 急 性 发 作 期 可 以 检 测 出 病 毒 的 存 在 例 如 单 纯 疱 疹 病 毒 感 染 后, 在 三 叉 神 经 节 中 潜 伏, 此 时 机 体 既 无 临 床 症 状 也 无 病 毒 排 出 ; 以 后 由 于 机 体 劳 累 或 免 疫 功 能 低 下 等 因 素 影 响, 潜 伏 的 病 毒 被 激 活 后 沿 感 染 神 经 到 达 皮 肤 粘 膜, 发 生 单 纯 疱 疹 水 痘 病 毒 初 次 感 染 儿 童 引 起 水 痘, 痊 愈 后, 病 毒 可 长 期 潜 伏 在 脊 髓 253

254 后 根 神 经 节 或 颅 神 经 的 感 觉 神 经 节 细 胞 中, 在 患 者 发 生 肿 瘤 或 年 龄 增 大 而 免 疫 力 降 低 时, 病 毒 可 被 激 活 增 殖 并 扩 散 至 皮 肤 发 生 带 状 疱 疹 慢 发 病 毒 感 染 (slow virus infection) 较 为 少 见 但 后 果 严 重 病 毒 感 染 后 有 很 长 的 潜 伏 期, 既 不 能 分 离 出 病 毒 也 无 症 状 经 数 年 或 数 十 年 后, 可 发 生 某 些 进 行 性 疾 病, 并 导 致 死 亡 有 些 慢 发 病 毒 感 染 是 由 寻 常 的 病 毒 所 引 起, 如 儿 童 期 感 染 麻 疹 病 毒 恢 复 后, 经 过 十 余 年 后 可 发 生 亚 急 性 硬 化 性 脑 炎 (SSPE) 开 始 对 SSPE 的 病 因 不 明, 经 过 大 量 研 究 在 患 者 脑 组 织 中 用 特 殊 的 细 胞 共 培 养 等 技 术 后, 才 证 实 是 由 麻 疹 病 毒 所 致 至 今 还 有 一 些 病 因 未 知 的 疾 病 如 多 发 性 硬 化 症 (multiple sclerosis) 也 被 认 为 可 能 是 一 种 慢 发 病 毒 感 染, 又 如 动 脉 硬 化 症 及 糖 尿 病, 因 发 现 病 变 组 织 中 存 在 巨 细 胞 病 毒 及 肠 道 病 毒 基 因 片 段, 也 被 认 为 可 能 为 慢 发 病 毒 感 染 除 寻 常 病 毒 外, 还 有 一 些 非 寻 常 病 毒 或 待 定 生 物 因 子 ( 如 朊 粒 ) 也 可 能 引 起 慢 发 感 染 构 成 持 续 性 感 染 的 机 制 主 要 可 分 为 病 毒 因 素 ( 出 现 基 因 缺 陷 或 病 毒 变 异 病 毒 基 因 整 合 病 毒 侵 犯 免 疫 细 胞 致 机 体 不 能 形 成 有 效 的 免 疫 应 答 等 ), 及 机 体 因 素 ( 遗 传 因 素 抗 体 或 细 胞 免 疫 功 能 异 常 等 ) 应 该 说 明 的 是, 迄 今 对 各 种 病 毒 持 续 性 感 染 的 机 制 还 在 研 究 之 中 ( 二 ) 感 染 过 程 与 结 局 病 毒 在 机 体 内 的 感 染 过 程 指 的 是 病 毒 入 侵 部 位, 病 毒 增 殖 的 组 织 与 细 胞, 是 否 进 入 血 循 环 及 最 终 增 殖 并 致 病 变 的 靶 器 官 ( 组 织 与 细 胞 ) 如 病 毒 仅 局 限 在 入 侵 部 位 增 殖 并 引 起 疾 病, 引 起 的 是 局 部 感 染 例 如 鼻 病 毒 仅 在 上 呼 吸 道 粘 膜 细 胞 内 增 殖, 引 起 普 通 感 冒 ; 轮 状 病 毒 在 肠 道 粘 膜 内 增 殖 而 引 起 腹 泻 多 数 病 毒 经 一 定 途 径 感 染 机 体 后, 常 在 另 一 种 组 织 或 细 胞 内 增 殖 后, 病 毒 释 放 入 血 循 环 或 经 淋 巴 系 统 或 经 神 经 组 织, 再 入 侵 靶 器 官 中 的 易 感 细 胞, 在 该 细 胞 中 增 殖, 损 伤 细 胞 并 引 起 疾 病 这 种 感 染 过 程 涉 及 全 身 或 数 种 组 织 与 器 官, 引 起 的 是 全 身 性 感 染 如 麻 疹 病 毒 经 呼 吸 道 入 侵 人 体 后 先 在 粘 膜 上 皮 细 胞 中 增 殖, 以 后 进 入 血 流 在 其 中 的 淋 巴 细 胞 和 巨 噬 细 胞 中 增 殖, 并 随 之 散 布 到 淋 巴 组 织 等 细 胞 内 增 殖, 在 其 中 大 量 增 殖 后 再 次 入 血, 并 随 血 流 播 散 到 全 身 的 皮 肤 粘 膜 口 腔 呼 吸 道 及 淋 巴 组 织 由 于 病 毒 可 在 毛 细 血 管 内 皮 组 织 中 增 殖, 在 机 体 的 抗 体 参 与 下 形 成 皮 疹 约 1/1000 患 者 中 麻 疹 病 毒 还 可 侵 入 脑 组 织 各 种 病 毒 在 体 内 的 感 254

255 染 过 程 与 结 局 反 映 了 病 毒 对 一 种 或 多 种 细 胞 的 嗜 性 及 细 胞 作 为 对 该 种 病 毒 的 容 许 性 细 胞, 供 病 毒 在 其 中 增 殖 并 释 放 出 有 感 染 性 的 大 量 病 毒 体 一 般 全 身 性 感 染 较 局 部 感 染 会 诱 生 更 全 面 及 巩 固 的 免 疫 应 答 感 染 的 过 程 与 结 局 取 决 于 病 毒 与 机 体 间 相 互 的 作 用 机 体 的 遗 传 特 性 及 天 然 和 获 得 性 免 疫 应 答 均 将 影 响 感 染 的 结 局 例 如 病 毒 是 否 会 完 成 全 部 感 染 过 程 造 成 严 重 损 伤, 甚 至 致 感 染 者 死 亡 ; 还 是 仅 出 现 隐 性 感 染 或 使 感 染 中 止 成 为 顿 挫 型 感 染, 或 感 染 者 最 终 清 除 病 毒 而 恢 复 健 康, 均 由 病 毒 与 机 体 两 方 面 因 素 所 决 定 然 而 大 多 数 病 毒 感 染 的 嗜 组 织 性 及 在 体 内 播 散 等 机 制 至 今 尚 未 能 阐 明 ( 三 ) 动 物 模 型 为 研 究 和 阐 明 病 毒 感 染 的 机 制, 动 物 模 型 是 不 可 缺 少 和 替 代 的 工 具 最 为 理 想 的 动 物 模 型 是 完 全 能 模 拟 人 体 的 感 染 过 程, 如 黑 猩 猩 可 感 染 人 乙 型 和 丙 型 肝 炎 病 毒 但 即 使 灵 长 类 动 物 ( 黑 猩 猩 猴 等 ) 也 难 以 重 复 出 与 人 感 染 相 同 的 过 程 其 次 则 是 有 些 病 毒 可 以 用 实 验 方 法 感 染 动 物, 如 流 行 性 乙 型 脑 炎 病 毒 经 脑 内 注 射 小 鼠, 可 发 生 脑 炎 第 三 种 动 物 模 型 是 应 用 在 动 物 中 存 在 与 人 相 同 病 毒 科 的 病 毒 感 染, 如 猴 免 疫 缺 陷 病 毒 与 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 均 属 逆 转 录 病 毒 科 但 并 非 同 种 病 毒, 前 者 可 在 猴 引 起 类 似 人 的 艾 滋 病, 也 可 作 为 模 型 第 四 种 动 物 模 型 则 为 转 基 因 动 物 模 型 通 过 将 某 一 种 病 毒 的 部 分 或 全 部 基 因 克 隆 入 质 粒, 注 入 鼠 受 精 卵 后, 转 入 鼠 宫 腔, 娩 出 鼠 可 获 得 表 达 病 毒 抗 原 或 甚 至 有 病 毒 复 制 的 转 基 因 鼠, 也 可 用 以 在 整 体 水 平 研 究 病 毒 的 感 染 与 致 病 机 制 二 细 胞 水 平 的 病 毒 感 染 病 毒 感 染 人 体 进 入 易 感 细 胞 在 细 胞 内 增 殖, 导 致 细 胞 损 伤 或 产 生 其 他 变 化 当 病 毒 扩 散 至 多 数 细 胞 后 则 可 形 成 对 组 织 器 官 的 损 伤 或 功 能 障 碍 对 细 胞 水 平 的 病 毒 感 染 分 析, 多 数 是 通 过 将 病 毒 接 种 培 养 的 细 胞, 观 察 细 胞 形 态 学 变 化 并 研 究 细 胞 新 陈 代 谢 及 抗 原 性 的 改 变 从 机 体 的 病 变 组 织 采 取 标 本, 作 超 微 结 构 观 察, 也 可 了 解 病 毒 感 染 对 细 胞 的 作 用 自 从 发 展 分 子 生 物 学 技 术 后, 用 原 位 核 酸 分 子 杂 交 或 提 取 组 织 细 胞 的 核 酸 研 究 病 毒 基 因 在 其 中 的 存 在 状 态 也 可 阐 明 病 毒 与 被 感 染 细 胞 的 相 互 作 用 溶 细 胞 型 感 染 病 毒 在 宿 主 细 胞 内 复 制 成 熟 后, 在 很 短 时 间 内 一 次 释 放 大 量 子 代 病 毒, 细 胞 被 裂 解 而 死 亡 主 要 见 于 无 包 膜 杀 伤 性 强 的 病 毒, 如 脊 髓 灰 质 255

256 炎 病 毒 病 毒 在 增 殖 过 程 中 不 仅 可 阻 断 细 胞 的 核 酸 与 蛋 白 质 的 合 成, 使 细 胞 的 新 陈 代 谢 功 能 紊 乱 造 成 细 胞 病 变 或 死 亡 病 毒 感 染 还 常 引 起 细 胞 溶 酶 体 膜 的 通 透 性 增 高, 释 放 其 中 的 水 解 酶 引 起 细 胞 自 溶 发 生 溶 细 胞 型 感 染 的 病 毒 多 数 引 起 急 性 感 染 稳 定 状 态 感 染 有 包 膜 的 病 毒 ( 如 流 感 病 毒 疱 疹 病 毒 等 ) 以 出 芽 方 式 释 放 子 代 病 毒, 因 其 过 程 相 对 缓 慢, 所 致 病 变 相 对 也 较 轻, 因 此 细 胞 在 短 时 间 内 并 不 立 即 被 溶 解 与 死 亡 由 于 这 类 病 毒 感 染 常 是 以 出 芽 方 式 释 放 子 代 病 毒, 细 胞 膜 常 发 生 一 定 的 变 化 例 如 在 细 胞 膜 表 面 出 现 嵌 合 有 病 毒 特 异 抗 原 的 蛋 白 成 份, 因 这 些 病 毒 抗 原 具 有 抗 原 性, 可 被 机 体 的 特 异 抗 体 或 杀 伤 性 T 细 胞 (CTL) 所 识 别 如 果 细 胞 膜 表 面 的 病 毒 蛋 白 具 有 融 合 膜 的 生 物 活 性 时, 数 个 细 胞 间 的 细 胞 膜 可 互 相 融 合 而 形 成 多 核 巨 细 胞, 具 有 病 理 学 特 征 如 麻 疹 病 毒 引 起 的 肺 炎, 在 肺 部 可 出 现 融 合 的 多 核 巨 细 胞, 有 诊 断 价 值 受 病 毒 感 染 的 细 胞 经 过 不 断 大 量 释 放 子 代 病 毒 后 以 及 在 机 体 的 免 疫 因 子 介 导 下, 细 胞 最 终 仍 不 免 死 亡 细 胞 凋 亡 细 胞 凋 亡 是 由 宿 主 细 胞 基 因 所 指 令 发 生 的 一 种 生 物 学 过 程 当 细 胞 受 到 诱 导 因 子 作 用 激 发 并 将 信 号 传 导 入 细 胞 内 部, 细 胞 的 死 亡 基 因 被 激 活 后, 细 胞 膜 出 现 鼓 泡 细 胞 核 浓 缩 染 色 体 DNA 被 降 解, 在 凝 胶 电 泳 时 出 现 阶 梯 式 的 DNA 条 带 已 证 实 在 有 些 病 毒 感 染 细 胞 后 ( 如 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 腺 病 毒 等 ) 或 直 接 由 感 染 病 毒 本 身, 或 由 病 毒 编 码 蛋 白 间 接 地 作 为 诱 导 因 子 可 引 发 细 胞 凋 亡 了 解 这 种 造 成 细 胞 死 亡 的 机 制, 对 指 导 研 究 如 何 阻 断 或 减 少 病 毒 致 细 胞 死 亡 的 损 伤 作 用 有 重 要 价 值 细 胞 增 生 与 细 胞 转 化 有 少 数 病 毒 感 染 细 胞 后 不 仅 不 抑 制 细 胞 DNA 的 合 成, 反 而 促 进 细 胞 的 DNA 合 成 引 起 动 物 肿 瘤 的 SV 40 病 毒 即 为 这 些 病 毒 的 代 表 发 现 SV 40 病 毒 编 码 的 一 种 蛋 白 ( T 蛋 白 ) 可 以 与 细 胞 的 DNA 复 制 起 始 点 及 细 胞 的 DNA 多 聚 酶 结 合, 从 而 可 以 促 进 细 胞 的 增 生 在 小 鼠 中, 注 射 SV 40 病 毒 可 使 动 物 发 生 肿 瘤 在 鼠 成 纤 维 细 胞 培 养 中 这 类 病 毒 均 可 致 细 胞 转 化, 即 细 胞 形 态 发 生 变 化 ( 由 成 纤 维 细 胞 形 态 转 变 为 上 皮 样 细 胞 形 态 ), 细 胞 繁 殖 增 快, 失 去 细 胞 间 的 接 触 抑 制, 呈 成 堆 生 长 等 特 点 虽 然 这 些 现 象 的 机 制 尚 不 清 楚, 但 开 辟 了 研 究 病 毒 致 肿 瘤 的 切 入 点 病 毒 基 因 的 整 合 从 基 因 水 平 研 究 发 现, 病 毒 基 因 整 合 入 宿 主 细 胞 可 有 两 种 256

257 方 式 一 种 是 逆 转 录 病 毒 复 制 过 程 中 以 双 链 DNA 整 合 入 细 胞 染 色 体 DNA 的 阶 段 ; 另 一 种 整 合 称 为 失 常 式 整 合 (aberration), 主 要 见 于 DNA 病 毒, 即 病 毒 感 染 细 胞 后, 病 毒 的 DNA 在 细 胞 核 内 可 偶 然 地 以 部 分 病 毒 基 因 片 段 与 细 胞 的 染 色 体 DNA 随 机 地 进 行 重 组, 从 而 使 整 合 的 病 毒 DNA 随 细 胞 分 裂 而 带 入 子 细 胞 中 如 SV 40 病 毒 DNA 即 可 整 合 入 细 胞 DNA 如 果 整 合 的 片 段 编 码 T 蛋 白, 即 可 持 续 地 表 达 T 蛋 白 并 长 期 致 细 胞 转 化 如 果 病 毒 基 因 整 合 入 细 胞 染 色 体 部 位 或 附 近 有 抑 癌 或 癌 基 因 存 在, 则 细 胞 可 发 生 与 肿 瘤 相 关 的 一 系 列 的 变 化 三 病 毒 感 染 对 免 疫 系 统 的 作 用 免 疫 系 统 在 体 内 呈 免 疫 网 络 作 用 免 疫 细 胞 应 答 免 疫 细 胞 间 的 相 互 作 用 细 胞 因 子 与 抗 体 应 答 均 可 因 病 毒 感 染 而 影 响 其 正 常 功 能 最 常 见 的 现 象 是 病 毒 感 染 致 机 体 的 免 疫 应 答 性 降 低, 如 早 已 发 现 麻 疹 患 儿 对 结 核 菌 素 皮 肤 试 验 应 答 低 下 或 由 阳 性 转 为 阴 性 免 疫 应 答 低 下 与 病 毒 侵 犯 免 疫 细 胞 有 关 有 的 病 毒 如 麻 疹 病 毒 可 侵 入 巨 噬 细 胞,T B 细 胞, 并 可 致 淋 巴 组 织 中 出 现 多 核 巨 细 胞 EB 病 毒 可 侵 入 单 核 细 胞, 不 仅 使 细 胞 形 态 发 生 变 化, 细 胞 数 也 显 著 增 多, 在 临 床 上 发 生 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 然 而 也 有 许 多 病 毒 ( 如 巨 细 胞 病 毒 风 疹 病 毒 丙 型 肝 炎 病 毒 等 ) 可 侵 犯 巨 噬 细 胞 及 淋 巴 细 胞 后 在 其 中 潜 伏 存 在, 并 不 引 起 病 变 或 仅 影 响 细 胞 的 功 能, 但 在 一 定 条 件 下 病 毒 可 被 激 活 而 复 制 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 侵 犯 巨 噬 细 胞 及 T 辅 助 性 细 胞 (CD + 4 ) 后, 经 过 多 种 机 制 可 使 T 辅 助 性 细 胞 数 量 大 量 减 少 而 发 生 艾 滋 病 由 于 机 体 细 胞 免 疫 功 能 低 下, 极 易 合 并 条 件 微 生 物 的 感 染 病 毒 入 侵 免 疫 细 胞 后, 不 仅 因 影 响 机 体 的 免 疫 功 能 ( 如 吞 噬 功 能 降 低 抗 体 产 生 低 下 等 ), 致 难 以 清 除 病 毒, 还 可 在 这 些 细 胞 中 逃 避 抗 体 补 体 等 作 用 而 受 到 保 护, 并 可 随 免 疫 细 胞 播 散 至 体 内 其 他 脏 器 病 毒 感 染 免 疫 系 统 后 还 可 致 免 疫 应 答 功 能 紊 乱 主 要 表 现 为 失 去 区 别 对 自 身 与 非 自 身 抗 原 的 识 别 功 能, 而 产 生 对 自 身 细 胞 或 组 织 的 细 胞 免 疫 或 抗 体, 可 发 展 为 自 身 免 疫 病 这 类 患 者 常 经 历 过 病 毒 感 染 或 伴 有 病 毒 持 续 性 感 染, 并 可 检 测 到 对 自 身 组 织 ( 如 肝 细 胞 膜 抗 原 脑 组 织 髓 鞘 抗 原 ) 的 抗 体 或 细 胞 免 疫 应 答 第 二 节 抗 病 毒 免 疫 机 体 抗 病 毒 免 疫 应 答 可 分 为 天 然 的 非 特 异 性 免 疫 及 获 得 的 特 异 性 免 疫 两 方 面 阐 述, 但 在 体 内 这 两 方 面 是 不 可 分 割 并 协 同 发 挥 作 用 257

258 一 干 扰 素 与 NK 细 胞 非 特 异 性 抗 病 毒 免 疫 中 除 与 抗 其 他 微 生 物 相 同 的 机 制 外, 干 扰 素 与 自 然 杀 伤 细 胞 (NK 细 胞 ) 占 有 突 出 的 地 位 机 体 对 病 毒 入 侵 细 胞 的 最 早 应 答 是 诱 生 干 扰 素 以 及 出 现 对 病 毒 感 染 细 胞 的 杀 伤 作 用 干 扰 素 干 扰 素 是 1957 年 Isaac 等 在 深 入 研 究 灭 活 病 毒 可 以 干 扰 活 病 毒 这 一 现 象 时, 发 现 的 一 种 由 细 胞 产 生 的 具 有 抗 病 毒 活 性 的 糖 蛋 白 除 病 毒 外, 细 菌 内 毒 素 人 工 合 成 的 双 链 RNA 也 可 诱 导 细 胞 产 生 干 扰 素 巨 噬 细 胞 淋 巴 细 胞 及 体 细 胞 均 可 产 生 干 扰 素 干 扰 素 具 有 广 谱 抗 病 毒 活 性, 但 只 具 有 抑 制 病 毒 作 用 而 无 杀 灭 病 毒 的 作 用 干 扰 素 抗 病 毒 作 用 有 相 对 的 种 属 特 异 性, 一 般 在 同 种 细 胞 中 的 活 性 最 高 以 后 发 现 干 扰 素 还 有 调 节 免 疫 功 能 和 抑 制 肿 瘤 细 胞 生 长 的 作 用 由 人 类 细 胞 诱 生 的 干 扰 素, 根 据 其 不 同 抗 原 性 可 分 为 α β 和 γ 三 种 每 种 又 根 据 其 氨 基 酸 序 列 不 同 再 分 为 若 干 亚 型 α 干 扰 素 主 要 由 人 白 细 胞 产 生,β 干 扰 素 主 要 由 人 成 纤 维 母 细 胞 产 生, 抗 病 毒 作 用 较 免 疫 调 节 作 用 强 γ 干 扰 素 由 T 细 胞 产 生, 是 重 要 的 淋 巴 因 子, 其 免 疫 调 节 作 用 比 抗 病 毒 作 用 强 目 前 三 种 干 扰 素 都 已 有 基 因 工 程 产 品 干 扰 素 分 子 量 小,4 可 保 存 较 长 时 间,-20 可 长 期 保 存 活 性,56 被 灭 活, 可 被 蛋 白 酶 破 坏 干 扰 素 不 能 直 接 抗 病 毒 而 必 须 经 宿 主 细 胞 介 导 α/β 干 扰 素 作 用 于 细 胞 的 干 扰 素 受 体 后, 经 信 号 传 导 等 一 系 列 生 化 过 程, 使 细 胞 合 成 了 数 种 抗 病 毒 蛋 白 其 中 主 要 包 括 2-5 腺 嘌 呤 核 苷 合 成 酶 (2-5 A 合 成 酶 ) 磷 酸 二 脂 酶 及 蛋 白 激 酶 这 些 酶 通 过 降 解 mrna, 抑 制 多 肽 链 的 延 伸 和 抑 制 转 译 等 环 节 阻 断 病 毒 蛋 白 的 合 成 而 起 抗 病 毒 的 作 用 α/β 干 扰 素 可 以 活 化 巨 噬 细 胞 及 NK 细 胞 等, 相 互 配 合 发 挥 作 用 α/β 干 扰 素 可 促 进 多 数 细 胞 MHC I 类 抗 原 表 达, 有 利 于 杀 伤 性 T 细 胞 (CTL) 发 挥 作 用 细 胞 对 γ 干 扰 素 与 对 α β 干 扰 素 有 不 同 的 受 体 在 发 挥 抗 病 毒 作 用 之 外,γ 干 扰 素 作 为 一 种 细 胞 因 子 还 可 诱 导 多 种 细 胞 的 MHC Ⅱ 类 抗 原 表 达, 使 之 参 加 抗 原 递 呈 和 特 异 性 免 疫 的 识 别 γ 干 扰 素 还 可 促 进 巨 噬 细 胞 表 达 Fc 受 体, 协 同 诱 导 肿 瘤 坏 死 因 子, 促 进 巨 噬 细 胞 发 挥 抗 病 毒 作 用 近 年 来 发 现 妊 娠 初 期 母 体 分 泌 的 滋 养 层 蛋 白 也 属 干 扰 素 家 族, 并 且 参 与 生 殖 内 分 泌 调 节 由 于 干 扰 素 系 统 在 脊 椎 动 物 内 普 遍 存 在, 对 其 本 质 及 作 用 的 认 识 还 258

259 在 不 断 扩 大 之 中 NK 细 胞 最 早 在 研 究 肿 瘤 细 胞 被 杀 伤 的 实 验 中 发 现 了 NK 细 胞, 但 以 后 发 现 NK 细 胞 也 可 杀 伤 病 毒 感 染 的 细 胞 NK 细 胞 是 一 种 不 受 MHC 限 制, 也 不 依 赖 抗 体 的 具 有 杀 伤 作 用 的 免 疫 细 胞 NK 细 胞 可 通 过 多 种 途 径 被 活 化, 如 膜 表 面 的 CD 2 CD 3 分 子 和 多 种 细 胞 因 子, 其 中 以 受 干 扰 素 的 激 活 在 抗 病 毒 免 疫 中 尤 为 有 意 义 病 毒 感 染 细 胞 后, 细 胞 膜 发 生 了 变 化, 成 为 NK 细 胞 识 别 的 靶, 但 其 具 体 识 别 机 制 尚 未 阐 明 NK 细 胞 作 用 于 靶 细 胞 后 杀 伤 作 用 出 现 早, 一 般 在 体 外 1h, 体 内 4h 即 可 出 现 杀 伤 效 应 NK 细 胞 除 可 杀 伤 病 毒 感 染 的 细 胞 外, 肿 瘤 细 胞 和 某 些 自 身 组 织 细 胞 也 是 NK 细 胞 的 靶 细 胞 NK 细 胞 识 别 靶 细 胞 是 非 特 异 性 的, 即 无 对 某 一 病 毒 的 特 异 识 别 作 用, 而 是 普 遍 地 对 凡 属 病 毒 感 染 的 细 胞 均 有 杀 细 胞 作 用 NK 细 胞 与 靶 细 胞 接 触 后, 可 自 胞 质 中 释 放 穿 孔 素 而 溶 解 病 毒 感 染 细 胞 此 外,NK 细 胞 还 可 被 激 活 而 释 放 肿 瘤 坏 死 因 子 (TNF-α TNF-β), 改 变 靶 细 胞 溶 酶 体 的 稳 定 性, 使 多 种 水 解 酶 外 漏 ; 还 可 活 化 靶 细 胞 的 核 酸 内 切 酶, 降 解 细 胞 基 因 组 DNA, 而 引 起 细 胞 凋 亡 通 过 干 扰 素 的 诱 生 与 激 活 NK 细 胞, 机 体 在 病 毒 感 染 的 早 期 可 抑 制 病 毒 的 复 制 由 于 干 扰 素 还 能 扩 散 至 邻 近 的 细 胞 使 之 也 产 生 抗 病 毒 蛋 白, 因 此 除 可 阻 断 病 毒 在 已 感 染 的 细 胞 中 复 制 外, 还 可 限 制 病 毒 在 细 胞 间 扩 散 在 干 扰 素 的 激 活 下, 体 内 NK 细 胞 被 激 活 后, 发 挥 杀 伤 病 毒 感 染 细 胞 的 作 用, 更 有 利 于 清 除 病 毒 但 如 病 毒 的 感 染 不 能 被 非 特 异 免 疫 所 抑 制, 则 伴 随 病 毒 的 继 续 增 殖, 机 体 的 特 异 性 免 疫 将 随 后 发 挥 抗 病 毒 作 用 二 特 异 性 免 疫 病 毒 感 染 过 程 中, 病 毒 的 各 种 结 构 蛋 白 ( 如 衣 壳 蛋 白 基 质 蛋 白 或 包 膜 上 的 各 种 糖 蛋 白 ) 以 及 少 数 DNA 多 聚 酶, 可 经 抗 原 的 加 工 与 递 呈, 活 化 T 细 胞 及 B 细 胞, 分 别 在 体 内 诱 生 体 液 及 细 胞 免 疫 中 和 性 抗 体 可 中 和 游 离 的 病 毒 体, 主 要 对 再 次 入 侵 的 病 毒 体 有 预 防 作 用 抗 体 也 可 与 病 毒 感 染 细 胞 的 表 面 抗 原 结 合, 在 补 体 或 抗 体 依 赖 性 杀 伤 细 胞 (ADCC) 参 与 下 发 挥 杀 伤 病 毒 感 染 细 胞 的 作 用 细 胞 免 疫 中 的 杀 伤 性 T 细 胞 (CTL) 通 过 杀 伤 病 毒 感 染 的 靶 细 胞, 清 除 病 毒 后 是 使 机 体 恢 复 健 康 的 主 要 机 制 活 化 T 细 胞 所 分 泌 的 多 种 细 胞 因 子 如 γ- 干 扰 素 TNF 等 也 对 清 除 病 毒 有 利 259

260 ( 一 ) 病 毒 抗 原 的 加 工 与 递 呈 一 般 将 抗 原 加 工 与 递 呈 分 为 MHCⅠ 类 分 子 限 制 的 抗 原 递 呈 与 MHCⅡ 类 分 子 限 制 的 抗 原 递 呈 病 毒 感 染 细 胞 后, 由 病 毒 核 酸 指 令 在 宿 主 细 胞 内 合 成 病 毒 蛋 白 合 成 的 蛋 白 除 装 配 病 毒 外, 蛋 白 可 经 细 胞 器 中 的 蛋 白 酶 体 降 解 成 短 肽, 被 MHCⅠ 类 分 子 选 择 结 合 后, 在 细 胞 膜 表 面 递 呈 这 种 方 式 递 呈 的 病 毒 抗 原 又 称 为 内 源 性 抗 原 递 呈, 与 CD + 8 T 细 胞 作 用, 诱 生 CTL 功 能 CTL 被 认 为 是 清 除 病 毒 感 染 的 主 要 机 制 MHCⅡ 类 分 子 限 制 的 抗 原 递 呈 又 称 为 外 源 性 抗 原 递 呈 当 病 毒 通 过 胞 饮 或 被 吞 噬 而 进 入 细 胞 后, 经 吞 噬 体 内 酶 水 解 为 小 片 段 的 肽 后, 由 MHCⅡ 类 分 子 选 择 结 合 后 在 细 胞 表 面 表 达 而 与 CD + 4 T 细 胞 相 互 作 用, 诱 生 T 细 胞 释 放 IFN-γ,TNF-α,IL-2 等 细 胞 因 子, 并 可 辅 助 B 细 胞 成 熟 为 浆 细 胞 及 合 成 抗 体 现 已 发 现 在 抗 病 毒 免 疫 中 这 种 类 型 的 抗 原 递 呈 随 病 毒 种 类 不 同 而 分 别 或 同 时 存 在 多 数 病 毒 经 抗 原 递 呈 后 可 诱 生 CTL 应 答, 但 在 流 感 病 毒 乙 型 肝 炎 病 毒 感 染 中, 两 种 类 型 可 以 并 存 病 毒 在 细 胞 内 复 制 故 主 要 为 内 源 性 抗 原 递 呈 ; 然 而 当 感 染 细 胞 被 杀 伤 后, 病 毒 体 或 病 毒 抗 原 被 释 放, 又 可 被 吞 饮 而 以 外 源 性 抗 原 方 式 递 呈 CD + 4 T 细 胞 释 放 的 细 胞 因 子 又 可 激 活 CD + 8 T 细 胞, 因 此 两 种 抗 原 递 呈 形 成 交 叉, 在 抗 病 毒 免 疫 中 可 以 互 补 ( 二 ) 体 液 免 疫 作 用 病 毒 的 抗 体 可 自 感 染 者 血 清 中 检 出, 因 此 较 早 被 发 现 并 进 行 了 较 深 入 的 研 究 病 毒 感 染 后 最 先 出 现 的 是 IgM 类 特 异 抗 体, 一 般 在 感 染 后 2~3d 血 清 中 开 始 出 现 以 后 则 出 现 IgG 类 抗 体, 并 随 不 同 病 毒 种 类 而 持 续 时 间 长 短 不 等 一 般 经 粘 膜 感 染 并 在 粘 膜 上 皮 细 胞 中 复 制 的 病 毒 在 局 部 可 诱 生 IgA 类 抗 体 特 异 性 抗 体 可 用 于 诊 断 在 体 内, 中 和 抗 体 的 抗 病 毒 作 用 至 为 重 要 中 和 抗 体 这 种 抗 体 能 与 病 毒 结 合 后 消 除 病 毒 的 感 染 能 力, 故 在 杀 灭 细 胞 外 的 游 离 病 毒 中 起 主 要 作 用 其 作 用 机 制 是 改 变 病 毒 表 面 构 型, 或 与 吸 附 于 易 感 细 胞 受 体 的 病 毒 表 位 结 合, 阻 止 病 毒 吸 附 并 侵 入 易 感 细 胞 和 增 殖 病 毒 与 中 和 抗 体 形 成 的 免 疫 复 合 物 更 容 易 被 巨 噬 细 胞 所 吞 噬 清 除 或 改 变 抗 原 递 呈 途 径 有 包 膜 的 病 毒 表 面 抗 原 与 中 和 抗 体 结 合 后, 激 活 补 体, 可 致 病 毒 裂 解 IgG IgM IgA 三 种 不 同 类 型 免 疫 球 蛋 白 的 中 和 抗 体 具 有 不 同 的 生 物 学 特 性 由 于 IgG 分 子 量 小, 通 过 胎 盘, 新 生 儿 可 具 有 来 自 母 体 的 中 和 抗 体 而 得 到 约 6 个 月 的 被 动 免 疫 保 260

261 护 期 IgM 因 分 子 量 大, 不 能 通 过 胎 盘 如 在 新 生 儿 血 中 测 得 被 动 特 异 性 IgM 抗 体, 可 诊 断 为 宫 内 感 染 病 毒 感 染 后 最 早 出 现 IgM 抗 体, 故 检 查 IgM 抗 体 可 作 早 期 诊 断 IgA 抗 体 主 要 来 源 于 粘 膜 固 有 层 的 浆 细 胞, 存 在 于 粘 膜 分 泌 液 中, 在 局 部 免 疫 中 起 主 要 作 用, 常 可 阻 止 病 毒 的 局 部 粘 膜 入 侵 中 和 抗 体 的 分 子 量 大, 不 能 进 入 病 毒 感 染 的 细 胞, 故 无 清 除 细 胞 内 的 病 毒 的 作 用 非 中 和 抗 体 有 些 抗 体 是 针 对 有 包 膜 病 毒 的 基 质 或 其 中 的 核 蛋 白, 有 些 抗 体 是 针 对 病 毒 表 面 具 有 细 胞 融 合 功 能 的 酶 或 病 毒 复 制 酶 等 因 这 类 抗 原 与 病 毒 入 侵 易 感 细 胞 不 相 关, 故 相 应 抗 体 无 中 和 作 用, 但 有 时 具 有 诊 断 价 值 病 毒 抗 体 的 诊 断 方 法 随 不 同 病 毒 而 异 抗 体 介 导 对 靶 细 胞 的 作 用 因 有 包 膜 的 病 毒 感 染 细 胞 后, 细 胞 膜 可 出 现 病 毒 编 码 的 蛋 白, 能 与 相 应 抗 体 结 合, 在 补 体 参 与 下 裂 解 细 胞 ; 也 可 通 过 抗 体 依 赖 性 细 胞 介 导 的 细 胞 毒 作 用 (ADCC) 裂 解 与 破 坏 病 毒 感 染 的 细 胞 在 体 内,ADCC 的 抗 病 毒 作 用 所 占 地 位 尚 未 最 终 确 定 抗 体 介 导 促 进 作 用 (enhancement) 抗 体 与 某 些 病 毒 结 合 后, 可 促 进 病 毒 在 感 染 细 胞 中 的 复 制, 如 登 革 病 毒 呼 吸 道 合 胞 病 毒 等 对 抗 体 增 强 作 用 的 机 制 还 不 明 确 实 验 发 现 IgG 抗 体 有 促 进 作 用, 而 IgM 抗 体 则 无 此 作 用, 推 测 可 能 当 抗 体 与 病 毒 结 合 后, 更 多 的 病 毒 进 入 巨 噬 细 胞 而 增 殖, 在 细 胞 表 面 出 现 的 病 毒 抗 原 激 发 了 机 体 的 免 疫 应 答 其 中, 巨 噬 细 胞 释 放 多 种 酶 ( 如 蛋 白 激 酶 凝 血 酶 等 ), 进 一 步 激 活 补 体 和 凝 血 系 统, 释 放 血 管 通 透 因 子 而 引 起 一 系 列 病 理 变 化 而 发 生 严 重 疾 病 ( 三 ) 细 胞 免 疫 作 用 对 细 胞 内 的 病 毒, 机 体 主 要 通 过 CTL 及 T 细 胞 释 放 的 淋 巴 因 子 发 挥 抗 病 毒 作 用 细 胞 免 疫 主 要 在 病 毒 感 染 的 局 部 发 挥 作 用, 其 作 用 方 式 为 通 过 免 疫 细 胞 接 触 靶 细 胞 后 杀 伤 靶 细 胞 或 在 局 部 释 放 细 胞 因 子, 因 此 检 测 细 胞 免 疫 的 技 术 较 体 液 免 疫 为 复 杂 杀 伤 性 T 细 胞 (CTL CTL) CTL 的 杀 伤 性 作 用 具 有 病 毒 特 异 性, 一 般 出 现 于 病 毒 感 染 后 7d 左 右 当 CTL 活 性 开 始 表 现 则 NK 细 胞 活 性 逐 步 降 低 CTL 接 触 病 毒 感 染 的 细 胞 后, 特 异 地 识 别 与 MHC 分 子 结 合 靶 细 胞 表 面 的 病 毒 抗 原 特 异 肽 段 在 识 别 中 还 有 一 些 附 加 因 子 如 CD3 CD2 和 一 些 粘 附 分 子 等 CTL 接 触 靶 细 胞 261

262 后 被 激 活 并 释 放 穿 孔 素 及 细 胞 毒 素, 穿 孔 素 是 一 组 酶 的 统 称, 其 作 用 类 似 补 体 的 C 9, 致 靶 细 胞 出 现 许 多 小 孔 细 胞 毒 素 可 激 活 靶 细 胞 内 的 一 些 酶 细 胞, 或 自 身 裂 解, 或 发 生 凋 亡 在 多 数 病 毒 感 染 中, 因 CTL 可 以 杀 伤 靶 细 胞 达 到 清 除 或 释 放 在 细 胞 内 复 制 的 病 毒 体, 从 而 在 抗 体 的 配 合 下 消 除 病 毒 因 此 被 认 为 是 使 病 毒 感 染 恢 复 的 主 要 机 制 辅 助 性 T(Th Th) 细 胞 Th 细 胞 可 以 促 进 B 细 胞 生 长 与 分 化, 并 活 化 CTL 及 巨 噬 细 胞 由 于 在 小 鼠 中 发 现 有 分 泌 不 同 淋 巴 因 子 的 T 细 胞 类 型, 对 可 分 泌 IL -2 和 IFN-γ 的 T 细 胞 称 为 Th1 类 型, 对 分 泌 IL-4,IL-5 和 IL-10 的 T 细 胞 称 为 Th2 类 型 在 人 类 亦 有 类 似 的 分 类, 但 不 如 鼠 中 明 确 在 病 毒 感 染 中 已 发 现 当 患 者 的 Th 细 胞 有 上 述 类 型 的 转 换 时, 病 程 可 以 变 化, 但 其 机 制 及 意 义 还 有 待 于 对 细 胞 因 子 在 免 疫 网 络 中 的 作 用 进 一 步 分 析 后 方 可 阐 明 Th 细 胞 功 能 低 下 则 可 影 响 机 体 的 抗 体 产 生 及 CTL 的 作 用 细 胞 因 子 在 实 验 动 物 及 病 毒 感 染 者 研 究 中 发 现, 个 别 病 毒 感 染 后 虽 CTL 有 抗 病 毒 作 用, 但 并 未 发 生 靶 细 胞 死 亡 的 现 象 这 一 现 象 在 神 经 系 统 病 毒 感 染, 以 及 乙 型 肝 炎 病 毒 持 续 感 染 中 已 被 证 实, 其 机 制 是 由 于 释 放 IFN-γ 等 细 胞 因 子 所 致 有 人 称 这 一 现 象 为 非 溶 细 胞 性 T 细 胞 的 作 用, 即 通 过 CD + 4 T 细 胞 在 感 染 病 灶 的 聚 集, 受 特 异 的 病 毒 抗 原 所 激 活, 分 泌 大 量 抗 病 毒 因 子 (IFN TNF) 这 些 细 胞 因 子 又 可 进 一 步 激 活 T 细 胞 (CTL,Th 细 胞 ) 巨 噬 细 胞 或 甚 至 NK 细 胞, 在 抑 制 病 毒 复 制 及 清 除 靶 细 胞 内 的 病 毒 协 同 发 挥 作 用 ( 四 ) 免 疫 病 理 作 用 病 毒 诱 生 的 免 疫 应 答 除 引 起 免 疫 保 护 作 用 外, 还 可 引 起 一 定 的 免 疫 病 理 作 用 如 CTL 在 杀 伤 病 毒 感 染 的 靶 细 胞 同 时, 也 造 成 了 细 胞 损 伤, 并 在 感 染 局 部 引 起 炎 症 反 应 抗 病 毒 的 抗 体 如 因 亲 和 力 低 或 与 抗 原 的 比 例 不 当, 可 在 体 内 形 成 抗 原 抗 体 复 合 物 的 沉 积 而 引 起 Ⅲ 型 超 敏 反 应 有 些 病 毒 感 染 者 可 发 生 肾 小 球 肾 炎 等 就 是 因 这 一 免 疫 病 理 作 用 所 致, 当 病 毒 感 染 细 胞 后, 因 改 变 了 宿 主 细 胞 膜 的 抗 原 性, 或 致 隐 蔽 抗 原 表 位 的 暴 露, 可 诱 发 自 身 免 疫 病 例 如 慢 性 肝 炎 患 者 中 有 部 分 患 者 存 在 针 对 肝 细 胞 蛋 白 的 自 身 抗 原 或 细 胞 免 疫, 在 麻 疹 腮 腺 炎 病 毒 感 染 后 期 可 发 生 脑 炎 由 于 脑 组 织 中 不 能 分 离 出 病 毒, 说 明 发 生 脑 炎 的 机 制 并 非 由 病 毒 复 制 所 造 成 的 损 伤, 而 可 能 因 病 毒 改 变 了 脑 组 织 抗 原 或 因 存 在 交 叉 抗 原 诱 生 了 262

263 免 疫 应 答, 从 而 造 成 脑 组 织 损 伤 ( 闻 玉 梅 ) 第 25 章 病 毒 感 染 的 检 查 方 法 与 防 治 原 则 第 一 节 病 毒 的 诊 断 随 着 对 病 毒 感 染 从 生 物 学 及 分 子 生 物 学 水 平 的 研 究 进 展, 病 毒 的 诊 断 技 术 已 由 传 统 方 法 扩 展 至 新 的 快 速 诊 断 技 术 病 毒 感 染 的 快 速 诊 断 有 利 于 对 病 毒 感 染 者 的 治 疗 ; 例 如 对 有 些 病 毒 ( 如 疱 疹 病 毒 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 ) 感 染 已 有 较 特 异 的 抗 病 毒 药 物 治 疗 早 期 诊 断 及 早 期 治 疗 对 控 制 病 毒 感 染 十 分 重 要 此 外, 从 群 体 感 染 角 度 分 析, 确 诊 病 毒 感 染 的 病 原 在 监 测 病 毒 的 流 行 病 学 ( 如 新 型 流 感 病 毒 肺 出 血 型 汉 坦 病 毒 的 发 现 等 ) 方 面 也 有 重 要 的 现 实 意 义 标 本 的 采 集 与 送 检 用 于 分 离 病 毒 或 检 测 病 毒 及 其 核 酸 的 标 本 应 采 集 病 人 急 性 期 标 本 根 据 不 同 病 毒 感 染 采 取 不 同 部 位 的 标 本 ( 如 鼻 咽 分 泌 物 脑 脊 液 粪 便 或 血 液 ) 由 于 病 毒 在 室 温 中 很 易 被 灭 活, 应 在 采 集 和 运 送 标 本 中 注 意 冷 藏 如 欲 检 测 抗 体, 早 期 单 份 血 清 可 用 于 检 测 IgM 抗 体, 而 欲 检 测 早 期 与 恢 复 期 的 抗 体 效 价 的 变 化, 则 需 采 集 早 期 与 恢 复 期 双 份 血 清 血 清 抗 体 检 测 标 本 应 保 存 于 -20 病 毒 的 分 离 培 养 与 鉴 定 目 前 最 常 用 的 方 法 是 细 胞 培 养 在 注 明 欲 检 测 的 病 毒 后, 病 毒 分 离 培 养 的 实 验 室 将 选 择 适 当 的 原 代 培 养 细 胞 ( 敏 感 性 高 ) 及 传 代 细 胞 系 ( 便 于 在 实 验 室 保 存 ) 作 病 毒 分 离 培 养 接 种 标 本 后, 细 胞 可 出 现 病 变 或 也 可 并 不 出 现 病 变 而 需 用 血 细 胞 吸 附 等 方 法 检 测 是 否 有 病 毒 增 殖, 并 进 一 步 还 需 用 特 殊 的 抗 体 鉴 定 病 毒 的 种 类, 例 如 用 特 异 荧 光 抗 体 染 色 或 抗 体 中 和 试 验 等 当 无 病 毒 增 殖 时, 可 能 标 本 中 病 毒 含 量 较 低, 未 被 检 出, 则 需 要 盲 目 传 代 3 次 后 方 可 明 确 标 本 中 是 否 存 在 病 毒 这 一 分 离 与 鉴 定 病 毒 的 全 过 程 有 时 可 长 达 2~3 个 月, 而 且 仅 在 有 设 备 实 验 条 件 及 合 格 工 作 人 员 的 实 验 室 方 可 进 行 虽 然 这 种 方 法 所 需 时 间 长 步 骤 多, 但 在 确 定 病 原 上 是 黄 金 标 准, 即 其 准 确 性 高 而 无 误 如 我 国 台 湾 省 确 定 由 肠 道 病 毒 71 型 引 起 多 数 患 儿 发 生 脑 膜 炎 并 致 死 的 研 究 报 道, 就 是 由 分 离 培 养 263

264 及 鉴 定 病 毒 所 确 诊 如 欲 提 高 病 毒 感 染 细 胞 培 养 的 敏 感 性, 可 将 病 毒 接 种 于 内 有 盖 玻 片 的 细 胞 培 养 瓶, 经 低 温 离 心 后, 以 增 加 病 毒 与 细 胞 接 触 的 机 率 再 将 盖 玻 片 进 行 培 养, 并 用 单 克 隆 抗 体 染 色, 藉 以 通 过 检 测 病 毒 的 早 期 抗 原 进 行 诊 断 在 流 感 病 毒 的 分 离 培 养 中, 最 敏 感 而 特 异 的 方 法 是 鸡 胚 接 种, 并 用 血 凝 和 血 凝 抑 制 试 验 以 鉴 定 病 毒 此 外, 细 胞 培 养 也 可 应 用 分 离 流 感 病 毒 在 发 现 新 变 异 株 中 具 有 重 要 价 值 接 种 动 物 分 离 病 毒 的 方 法 目 前 已 很 少 应 用, 但 对 狂 犬 病 病 毒 及 乙 型 脑 炎 病 毒 的 分 离 与 鉴 定 中 还 需 应 用 动 物 接 种, 并 结 合 用 特 异 抗 体 作 中 和 试 验 或 作 免 疫 荧 光 染 色 以 鉴 定 病 毒 种 类 检 测 病 毒 抗 原 及 抗 体 方 法 对 于 一 些 血 清 型 别 不 多 的 病 毒 或 在 寻 常 细 胞 培 养 系 统 中 还 不 能 成 功 增 殖 的 病 毒, 直 接 检 测 抗 原 是 快 速 而 实 用 的 方 法 这 一 方 法 要 求 标 本 中 有 一 定 量 的 抗 原 和 具 备 高 质 量 的 抗 体 ; 其 原 则 为 免 疫 学 技 术, 即 用 特 异 标 记 的 抗 体 检 测 相 应 的 抗 原 可 以 用 免 疫 荧 光 或 免 疫 酶 标 记 抗 体 检 测 在 病 毒 感 染 局 部 脱 落 细 胞 或 分 泌 物 细 胞 中 的 抗 原, 也 可 用 酶 联 免 疫 测 定 法 (ELISA) 或 乳 胶 凝 集 法 检 测 抗 原 这 一 方 法 在 数 小 时 或 一 天 内 可 获 得 结 果 用 特 异 的 抗 原 可 以 检 测 病 毒 感 染 者 血 清 中 的 IgM 抗 体, 以 快 速 诊 断 病 原 体 应 用 的 病 毒 抗 原 或 是 利 用 基 因 工 程 表 达 的 重 组 抗 原, 也 可 以 是 用 根 据 编 码 基 因 片 段 推 导 的 合 成 肽 作 为 抗 原 一 般 多 用 ELISA 法 检 测 由 于 IgM 抗 体 出 现 于 病 毒 感 染 早 期, 标 本 采 集 的 时 间 对 这 一 方 法 的 检 测 结 果 影 响 很 大 此 外, 所 用 抗 原 的 质 量 与 覆 盖 抗 原 表 位 的 幅 度 也 会 影 响 检 测 结 果 用 特 异 抗 原 也 可 检 测 IgG 类 抗 体, 但 IgG 抗 体 类 型 用 于 临 床 诊 断 则 必 须 具 有 早 期 与 恢 复 期 双 份 血 清, 并 且 抗 体 的 效 价 需 有 4 倍 或 以 上 的 升 高 或 降 低 方 有 诊 断 价 值 在 有 些 病 毒 感 染 中, 如 获 得 的 血 清 标 本 已 属 感 染 后 期, 也 可 在 随 访 中 测 定 抗 体 效 价, 如 有 4 倍 降 低, 可 作 出 辅 助 诊 断 IgG 抗 体 的 检 测 在 调 查 某 一 病 毒 感 染 在 某 些 地 区 人 群 中 的 感 染 率 也 有 价 值 此 外, 还 可 将 病 毒 蛋 白 先 经 凝 胶 电 泳, 再 转 移 至 膜 上, 用 血 清 标 本 与 之 作 用 后 染 色 的 方 法 ( 称 Western 印 迹 法 免 疫 印 迹 法 或 蛋 白 印 迹 法 ) 检 测 血 清 中 针 对 某 种 病 毒 抗 原 亚 单 位 的 抗 体 例 如 这 一 方 法 已 用 于 确 诊 病 人 所 产 生 的 HIV 抗 体 等 检 测 病 毒 核 酸 的 方 法 由 于 多 数 病 毒 基 因 均 已 成 功 地 被 克 隆 及 进 行 了 核 苷 酸 序 列 测 定, 因 此 可 以 利 用 病 毒 基 因 作 为 探 针, 用 核 酸 杂 交 的 方 法 检 测 标 本 中 有 无 相 应 的 病 毒 核 酸 作 为 探 针 的 病 毒 核 酸 可 以 用 同 位 素 或 非 放 射 性 核 素 标 记 用 264

265 探 针 杂 交 后, 为 检 测 核 酸 杂 交 体, 可 用 放 射 自 显 影 法 或 用 生 物 素 - 亲 和 素 系 统 进 行 检 测 这 一 方 法 的 敏 感 性 一 般 并 不 高, 但 对 标 本 中 含 有 病 毒 核 酸 量 较 多 时 则 很 实 用 用 凝 胶 电 泳 将 标 本 中 DNA 电 泳 后, 转 移 至 膜 上 (Southen 印 迹 法 ), 再 用 病 毒 探 针 作 核 酸 杂 交, 可 根 据 分 子 量 大 小 分 辨 标 本 中 病 毒 核 酸 存 在 的 状 态, 例 如 是 整 合 型 还 是 游 离 型 对 于 已 测 定 基 因 核 苷 酸 序 列 的 病 毒, 可 设 计 相 应 的 病 毒 基 因 的 引 物, 作 多 聚 酶 链 反 应 (PCR) 其 原 则 为 先 加 入 标 本 中 提 取 的 核 酸 ( 根 据 待 测 病 毒 为 RNA 病 毒 或 DNA 病 毒 而 加 入 RNA 或 DNA), 对 RNA 则 需 先 转 录 成 互 补 的 DNA, 加 入 耐 热 的 DNA 多 聚 酶 后, 在 一 定 温 度 及 条 件 下 作 PCR 通 过 扩 增 病 毒 基 因 片 段 可 诊 断 标 本 中 是 否 存 在 病 毒 核 酸 本 法 十 分 敏 感 可 达 fg 水 平, 但 需 注 意 操 作 时 污 染 而 出 现 的 假 阳 性 检 测 病 毒 核 酸 的 缺 点 为, 病 毒 核 酸 阳 性 并 不 等 于 标 本 中 存 在 有 感 染 性 的 活 病 毒 此 外, 对 于 未 知 病 毒 及 可 能 出 现 的 新 病 毒 则 因 不 了 解 病 毒 核 苷 酸 序 列 不 能 采 用 这 些 方 法 第 二 节 抗 病 毒 治 疗 病 毒 感 染 机 体 引 起 疾 病 是 病 毒 与 机 体 相 互 作 用 的 结 果 因 此, 抗 病 毒 治 疗 应 采 取 既 针 对 病 毒 又 针 对 机 体 的 综 合 措 施, 即 一 方 面 选 用 抑 制 病 毒 复 制 的 药 物 或 制 剂, 另 一 方 面 需 提 高 机 体 的 免 疫 应 答, 促 进 消 灭 病 毒 感 染 细 胞 抗 病 毒 药 物 或 制 剂 由 于 病 毒 必 须 进 入 宿 主 细 胞 内 复 制 方 显 示 其 生 命 活 性, 因 此 设 计 抗 病 毒 药 物 或 制 剂 的 策 略 基 本 上 可 分 别 从 病 毒 感 染 细 胞 的 吸 附 穿 入 及 脱 衣 壳 病 毒 核 酸 复 制 及 装 配 与 释 放 等 不 同 环 节 设 计 不 同 药 物 虽 然 对 HIV 鼻 病 毒 等 已 明 确 其 靶 细 胞 表 面 的 受 体 为 CD 4 及 粘 附 分 子 ICAM-1, 但 用 重 组 表 达 的 可 溶 性 CD 4 并 不 能 有 效 地 抑 制 HIV 复 制 ; 模 拟 ICAM-1 的 抗 病 毒 制 剂 尚 未 用 于 临 床 研 究 60 年 代 已 发 现 金 刚 烷 胺 (amantadine) 可 抑 制 甲 型 流 感 病 毒 脱 衣 壳, 并 已 用 于 临 床 研 究, 发 现 有 一 定 的 预 防 作 用, 但 因 副 作 用 较 大, 也 未 被 临 床 广 泛 采 用 对 抑 制 病 毒 基 因 复 制 转 录 及 转 译 的 药 物 和 制 剂 是 开 发 抗 病 毒 药 物 的 热 点, 并 已 取 得 较 好 的 效 果 1. 核 苷 类 药 物 核 苷 类 化 合 物 是 最 早 用 于 临 床 的 抗 病 毒 药 物 设 计 的 策 略 265

266 是 用 合 成 的 异 常 嘧 啶 取 代 病 毒 DNA 前 体 的 胸 腺 嘧 啶, 通 过 使 异 常 嘧 啶 在 病 毒 DNA 分 子 合 成 时 掺 入 子 代 DNA 中, 阻 抑 子 代 病 毒 结 构 基 因 的 合 成 与 表 达, 从 而 抑 制 病 毒 复 制 或 复 制 出 失 去 感 染 性 的 病 毒 如 目 前 常 用 于 眼 疱 疹 病 毒 感 染 的 碘 尿 苷 (IDU, 商 品 名 疱 疹 净 ) 即 为 此 类 药 物 核 苷 类 药 物 除 可 作 用 于 病 毒 的 DNA, 同 时 也 可 掺 入 细 胞 的 DNA, 阻 抑 细 胞 DNA 的 合 成, 故 具 有 一 定 的 毒 性 为 此, 进 而 开 展 了 如 何 较 特 异 地 作 用 于 病 毒 或 病 毒 感 染 细 胞 的 新 一 代 的 系 列 药 物 无 环 鸟 苷 (acyclovir, 商 品 名 阿 昔 洛 韦 ) 及 丙 氧 鸟 苷 (ganciclovir, DHPG), 就 是 新 一 代 的 核 苷 类 药 物 其 作 用 机 制 是 此 类 药 物 进 入 感 染 细 胞 后, 需 经 疱 疹 病 毒 特 异 的 胸 苷 激 酶 磷 酸 化 成 三 磷 酸 型 后, 方 可 在 病 毒 DNA 复 制 中 发 挥 作 用 无 环 鸟 苷 三 磷 酸 通 过 与 dgpt 竞 争 疱 疹 病 毒 的 DNA 酶 以 阻 断 病 毒 DNA 链 的 复 制 与 延 长 由 于 在 正 常 细 胞 中 无 环 鸟 苷 并 无 作 用, 仅 在 有 病 毒 感 染 细 胞 方 可 发 挥 抗 病 毒 作 用, 对 病 毒 复 制 有 高 度 选 择 性, 对 宿 主 细 胞 DNA 的 合 成 很 少 影 响, 不 仅 提 高 了 疗 效 还 可 降 低 副 作 用 经 测 定, 无 环 鸟 苷 抑 制 单 纯 疱 疹 病 毒 Ⅰ 型 复 制 与 抑 制 宿 主 细 胞 生 长 的 浓 度 相 差 约 3000 倍 因 此 除 用 于 局 部 外, 还 可 注 射 ; 可 减 少 疱 疹 病 毒 脑 炎 的 死 亡 率 并 延 长 病 人 生 命 DHPG 虽 对 病 毒 的 治 疗 效 果 比 无 环 鸟 苷 增 强 100 倍, 但 其 毒 性 也 较 高 因 此 核 苷 类 药 物 治 疗 剂 的 研 制 主 要 关 键 是 提 高 对 病 毒 感 染 细 胞 作 用 的 特 异 性 在 对 逆 转 录 病 毒 HIV 的 研 究 中, 进 行 了 对 逆 转 录 过 程 中 核 苷 类 药 物 研 究 曾 先 后 研 制 出 不 同 结 构 的 二 脱 氧 胸 腺 嘧 啶 核 苷 类 药 物, 如 2 3 二 脱 氧 嘧 啶 核 苷 (ddt),2 3 二 脱 氧 次 黄 嘌 呤 核 苷 (ggi) 等 它 们 可 模 拟 天 然 的 二 脱 氧 核 苷 底 物, 经 过 一 系 列 磷 酸 化 后, 作 为 类 似 的 底 物 竞 争 并 抑 制 病 毒 的 逆 转 录 酶 三 磷 酸 化 的 3 - 叠 氮 -2 3 二 脱 氧 胸 腺 嘧 啶 核 苷 (AZT) 早 在 1987 年 已 被 批 准 用 于 HIV 感 染 者 因 AZT 对 病 毒 逆 转 录 酶 的 抑 制 比 对 细 胞 DNA 多 聚 酶 的 抑 制 强 100 倍, 且 可 能 AZT 在 某 些 细 胞 类 型, 如 CD + 4 T 细 胞 中 可 更 有 效 地 被 磷 酸 化, 故 用 于 HIV 感 染 者 后, 能 降 低 艾 滋 病 的 发 病 与 病 死 率 但 是 发 现 治 疗 后 6 个 月, 已 开 始 出 现 耐 药 毒 株 最 近, 另 一 种 核 苷 类 药 物 (3TC), 在 临 床 应 用 中 也 正 成 功 地 抑 制 HIV 的 复 制, 此 外 3- 氮 唑 核 苷 (ribavarin 商 品 名 病 毒 唑 ) 也 是 需 在 细 胞 酶 作 用 下 磷 酸 化 的 药 物 单 磷 酸 三 氮 唑 核 苷 酸 与 肌 苷 类 似, 可 使 细 胞 和 病 毒 复 制 所 必 须 的 鸟 嘌 呤 核 苷 减 少, 故 可 抑 制 多 种 RNA 和 DNA 病 266

267 毒 复 制 主 要 用 于 RNA 病 毒 感 染 的 治 疗, 但 因 其 对 细 胞 核 酸 也 有 抑 制 作 用, 故 副 作 用 较 多 2. 病 毒 蛋 白 酶 的 抑 制 物 现 已 发 现 有 些 病 毒 除 本 身 可 编 码 病 毒 复 制 或 转 录 后 剪 接 加 工 酶 外, 还 具 有 降 解 大 分 子 病 毒 蛋 白 的 酶 因 此, 已 根 据 病 毒 蛋 白 酶 的 结 构 进 行 设 计 并 研 制 病 毒 蛋 白 酶 的 抑 制 剂 所 用 方 法 均 是 对 基 因 工 程 表 达 病 毒 蛋 白 酶 的 结 晶 用 X 线 衍 射 技 术, 和 用 电 脑 模 拟 技 术, 寻 找 酶 的 活 性 位 点 在 HIV 中 已 设 计 出 针 对 逆 转 录 酶 及 蛋 白 酶 活 性 位 点 的 抑 制 剂, 经 细 胞 中 核 实 确 有 抑 制 病 毒 蛋 白 酶 的 作 用 后, 已 开 发 出 药 品, 并 已 获 准 进 行 临 床 试 验 其 商 品 名 称 分 别 为 indinavir 及 ritonavir 华 裔 美 国 科 学 家 用 3TC 加 蛋 白 酶 抑 制 剂 联 合 治 疗 HIV, 被 称 为 鸡 尾 酒 治 疗 方 案, 可 较 长 期 抑 制 病 毒 复 制, 受 到 普 遍 重 视 3. 其 他 干 扰 素 或 干 扰 素 诱 生 剂 以 及 细 胞 因 子 IL-12,TNF 和 一 批 中 草 药 等 天 然 药 物 如 黄 芪 板 蓝 根 大 青 叶 等 也 具 有 抑 制 病 毒 复 制 作 用 4 抗 病 毒 基 因 治 疗 1978 年 有 学 者 根 据 病 毒 基 因 组 设 计 了 部 分 能 特 异 地 与 其 互 补 的 寡 核 苷 酸 ( 又 称 反 义 RNA 或 ason), 在 体 外 发 现 可 有 效 地 抑 制 Rous 肉 瘤 中 病 毒 的 复 制 现 已 发 展 有 反 义 寡 核 脱 氧 核 酸 (asodn) 反 义 寡 核 苷 酸 (ason) 核 酶 (ribozyme) 等 不 同 类 型 的 各 种 制 剂 发 展 这 类 制 剂 首 先 需 选 择 病 毒 基 因 组 中 的 靶 基 因, 然 后 设 计 互 补 的 DNA 序 列 片 段, 一 般 为 15~30 个 聚 寡 核 苷 酸 通 过 asodn 与 病 毒 的 关 键 基 因 结 合 后, 可 阻 抑 病 毒 DNA 的 复 制 与 RNA 的 转 录 对 RNA 病 毒 ason 是 通 过 与 靶 基 因 的 mrna 互 补 结 合 后, 阻 碍 病 毒 mrna 与 核 糖 体 结 合 而 阻 抑 转 译 病 毒 蛋 白 此 外, 反 义 RNA 与 病 毒 mrna 结 合 形 成 的 二 聚 体, 因 对 核 酸 酶 敏 感 而 迅 速 被 降 解, 还 间 接 阻 断 了 病 毒 蛋 白 质 的 合 成 在 反 义 RNA 基 础 上 发 展 的 核 酶 是 在 设 计 序 列 时 使 其 具 有 双 重 特 性, 一 方 面 通 过 互 补 序 列 与 靶 RNA 结 合, 另 一 方 面 设 计 核 酶 的 序 列 具 有 酶 的 活 性, 可 通 过 特 异 的 位 点 切 割 和 降 解 靶 RNA 这 类 抗 病 毒 制 剂 的 主 要 问 题 是, 合 成 反 义 RNA 或 DNA 核 酶 等 所 需 成 本 费 较 高 ; 制 剂 不 稳 定 易 被 核 酸 酶 降 解 以 及 如 何 使 制 剂 能 有 效 地 到 达 靶 细 胞 内 的 病 毒 基 因 迄 今, 被 批 准 进 入 临 床 研 究 的 只 有 针 对 抗 巨 细 胞 病 毒 的 反 义 核 酸, 局 部 用 于 巨 细 胞 病 毒 感 染 的 脉 络 膜 及 视 网 膜 炎 免 疫 制 剂 鉴 于 病 毒 的 中 和 抗 体 可 阻 断 病 毒 进 入 易 感 细 胞, 因 此 抗 病 毒 的 特 异 免 疫 球 蛋 白 不 仅 用 于 预 防, 也 可 用 于 治 疗 我 国 已 用 针 对 乙 脑 病 毒 包 膜 抗 原 的 267

268 单 克 隆 抗 体 治 疗 乙 脑 患 者, 有 较 好 疗 效 因 鼠 源 单 克 隆 抗 体 在 体 内 存 在 时 间 短, 并 可 能 在 人 体 诱 生 超 敏 反 应, 现 国 内 外 均 致 力 于 使 鼠 源 单 克 隆 抗 体 人 源 化, 或 发 展 重 组 表 达 人 源 抗 病 毒 的 单 克 隆 抗 体 治 疗 性 疫 苗 在 病 毒 治 疗 中 亦 被 重 视, 如 已 在 临 床 研 究 中 应 用 了 单 纯 疱 疹 病 毒 乙 型 肝 炎 病 毒 及 HIV 的 治 疗 性 疫 苗 狂 犬 病 疫 苗 是 在 感 染 后 潜 伏 期 内 注 射, 也 可 被 视 为 一 种 治 疗 性 疫 苗 病 毒 的 核 酸 疫 苗 除 作 为 预 防 疫 苗 外, 亦 有 可 供 治 疗 用 的 潜 在 价 值 第 三 节 病 毒 感 染 的 预 防 迄 今, 对 病 毒 感 染 的 治 疗 药 物 效 果 远 不 如 抗 生 素 等 对 细 菌 感 染 的 疗 效, 因 此 对 病 毒 感 染 的 预 防 显 得 尤 为 重 要 减 毒 活 疫 苗 因 可 在 体 内 增 殖 诱 生 免 疫 应 答, 接 种 量 与 接 种 次 数 均 较 灭 活 疫 苗 为 少 鉴 于 病 毒 必 须 在 细 胞 内 增 殖, 培 养 病 毒 的 条 件 与 要 求 比 细 菌 更 为 复 杂, 成 本 也 更 昂 贵, 因 此 获 得 减 毒 活 疫 苗 株, 用 于 预 防 病 毒 感 染 是 首 选 的 预 防 疫 苗 但 由 于 在 许 多 种 病 毒 中 尚 未 能 获 得 稳 定 而 有 强 免 疫 原 性 的 减 毒 活 毒 株, 因 此 至 今 还 有 一 些 病 毒 疫 苗 采 用 灭 活 病 毒 用 与 人 类 病 毒 抗 原 性 有 交 叉 免 疫 原 性 的 动 物 病 毒 也 可 作 为 减 毒 活 疫 苗, 如 用 牛 痘 苗 预 防 天 花 是 这 类 疫 苗 的 典 范 近 来, 国 外 试 图 用 牛 轮 状 病 毒 株, 我 国 白 植 生 等 发 展 的 用 羊 轮 状 病 毒 株 与 人 轮 状 病 毒 株 杂 交 的 减 毒 活 疫 苗 均 已 获 准 进 行 现 场 保 护 性 试 验 无 论 是 减 毒 活 疫 苗 或 灭 活 疫 苗, 提 纯 病 毒 体 是 重 要 环 节 一 般, 溶 细 胞 型 病 毒 因 裂 解 细 胞 后 被 释 放 入 培 养 液, 纯 化 手 续 相 对 较 简 单 ; 以 出 芽 方 式 或 以 细 胞 间 桥 方 式 释 放 或 播 散 的 病 毒, 需 要 除 去 细 胞 成 份, 步 骤 较 复 杂 基 因 工 程 疫 苗 通 过 对 病 毒 的 分 子 生 物 学 及 分 子 免 疫 学 的 研 究, 一 些 病 毒 保 护 性 抗 原 表 位 及 其 相 应 的 编 码 基 因 已 被 阐 明, 从 而 可 将 保 护 性 抗 原 编 码 的 基 因 片 段 克 隆 入 表 达 载 体, 用 以 转 染 细 胞 或 真 核 细 胞 微 生 物 ( 如 酵 母 菌 ) 及 原 核 细 胞 微 生 物, 便 于 大 量 制 备, 但 也 需 经 纯 化 除 去 细 菌 或 酵 母 菌 成 份 虽 然 在 多 种 病 毒 中 均 已 开 展 对 重 组 疫 苗 的 研 究, 但 迄 今 被 广 泛 应 用 的 只 有 乙 型 肝 炎 重 组 疫 苗 必 须 指 出, 成 功 的 重 组 疫 苗 产 品 必 须 有 坚 实 的 病 毒 学 及 免 疫 性 的 研 究 基 础 重 组 疫 苗 表 达 的 是 病 毒 蛋 白, 本 质 相 当 于 灭 活 疫 苗, 其 优 缺 点 也 与 灭 活 疫 苗 相 同 核 酸 疫 苗 包 括 DNA 疫 苗 和 RNA 疫 苗, 是 由 载 体 ( 如 质 粒 DNA) 和 编 码 病 原 体 某 种 抗 原 的 cdna 或 mrna 组 成 目 前 研 究 较 多 的 是 DNA 疫 苗 通 过 268

269 将 病 毒 的 核 酸 疫 苗 直 接 注 入 机 体, 核 酸 可 进 入 机 体 细 胞 内 ( 尚 未 确 定 细 胞 的 种 类 ), 表 达 编 码 的 病 毒 抗 原, 与 细 胞 的 MHC 分 子 共 同 递 呈 后, 在 辅 助 因 子 的 协 同 下 诱 生 机 体 的 细 胞 免 疫 ( 包 括 Th 细 胞 及 CTL) 和 抗 体 应 答 核 酸 疫 苗 的 优 点 为 便 于 制 备 贮 存 与 运 输, 可 诱 生 体 液 和 细 胞 免 疫 免 疫 应 答 维 持 时 间 持 久 等 但 核 酸 疫 苗 在 小 动 物 中 与 大 动 物 中 诱 生 免 疫 应 答 效 果 不 完 全 一 致, 若 用 于 人 体, 注 射 的 核 酸 量 极 大, 且 需 证 明 其 安 全 性, 如 不 引 起 自 身 免 疫 应 答, 不 发 生 病 毒 核 酸 基 因 整 合 等 由 于 核 酸 疫 苗 可 诱 生 CTL, 而 CTL 被 认 为 是 清 除 病 毒 的 主 要 机 制, 因 此 是 一 种 具 有 重 要 发 展 前 景 的 疫 苗 有 些 病 毒 的 核 酸 疫 苗, 在 人 体 已 作 为 预 防 性 疫 苗 进 行 了 临 床 研 究 ; 在 动 物 模 型 中 已 证 实 核 酸 疫 苗 具 有 治 疗 效 果 其 他 类 型 的 疫 苗 处 于 研 究 阶 段 的 还 有 模 拟 病 毒 表 位 的 合 成 肽 疫 苗 抗 独 特 型 疫 苗 表 达 多 种 病 毒 表 位 的 联 合 多 价 疫 苗 等, 但 或 因 免 疫 原 性 较 低, 或 还 需 进 行 数 种 表 位 免 疫 原 性 间 的 干 扰 或 协 同 作 用 等 研 究, 目 前 与 发 展 为 成 熟 产 品 间 尚 有 一 定 距 离 我 国 常 用 的 病 毒 疫 苗 及 所 用 疫 苗 株 的 来 源 见 表 25-1, 可 见 其 中 多 数 疫 苗 毒 株 系 我 国 自 行 建 立 表 25-1 我 国 常 用 的 病 毒 疫 苗 疫 苗 名 称 疫 苗 种 类 ( 培 养 细 胞 种 类 ) 毒 株 来 源 脊 髓 灰 质 炎 疫 苗 减 毒 活 疫 苗 ( 人 二 倍 体,Vero 细 胞 ) 美 国 SabinⅠ,Ⅱ 型 中 Ⅱ 17, 中 Ⅱ 2 株 麻 疹 疫 苗 减 毒 活 疫 苗 ( 鸡 胚 细 胞 ) 沪 191, 长 47 株 流 行 性 腮 腺 炎 疫 苗 减 毒 活 疫 苗 ( 鸡 胚 细 胞 ) 上 海 S 79 株 风 疹 疫 苗 减 毒 活 疫 苗 ( 人 二 倍 体 细 胞 ) 北 京 BRDⅡ 株 甲 型 肝 炎 疫 苗 减 毒 活 疫 苗 ( 人 二 倍 体 细 胞 ) 杭 州 H 2 株, 上 海 - 长 春 L-A-1 株 人 用 狂 犬 病 疫 苗 灭 活 疫 苗 ( 地 鼠 肾 细 胞 ) 北 京 ag 株 乙 型 脑 炎 疫 苗 灭 活 疫 苗 ( 地 鼠 肾 细 胞 ) 北 京 P 3 株 森 林 脑 炎 疫 苗 灭 活 疫 苗 ( 地 鼠 肾 细 胞 ) 森 长 株 乙 型 肝 炎 疫 苗 基 因 工 程 疫 苗 ( 酵 母 菌 表 达 ) 由 美 Merck 公 司 引 进 269

270 因 多 数 病 毒 可 致 隐 性 感 染, 在 人 群 血 清 中 存 在 较 高 效 价 的 多 种 病 毒 抗 体 因 此, 人 血 清 免 疫 球 蛋 白 可 用 于 被 动 预 防 甲 肝 麻 疹 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 的 一 种 紧 急 措 施 在 乙 型 肝 炎 中, 高 效 价 的 含 抗 乙 肝 病 毒 表 面 抗 体 的 人 免 疫 球 蛋 白 具 有 被 动 保 护 作 用, 在 预 防 乙 型 肝 炎 的 母 婴 传 播 中 可 与 疫 苗 联 合 使 用, 有 显 著 效 果 ( 闻 玉 梅 ) 第 26 章 呼 吸 道 病 毒 呼 吸 道 病 毒 是 指 一 大 类 能 侵 犯 呼 吸 道 引 起 呼 吸 道 局 部 病 变 或 仅 以 呼 吸 道 为 侵 入 门 户, 主 要 引 起 呼 吸 道 外 组 织 器 官 病 变 的 病 毒 呼 吸 道 病 毒 包 括 正 粘 病 毒 科 (Orthomyxoviridae) 中 的 流 感 病 毒 ; 副 粘 病 毒 科 (Paramyxoviridae) 中 的 副 流 感 病 毒 呼 吸 道 合 胞 病 毒 麻 疹 病 毒 腮 腺 炎 病 毒 以 及 其 它 病 毒 科 中 的 一 些 病 毒, 如 腺 病 毒 风 疹 病 毒 鼻 病 毒 冠 状 病 毒 和 呼 肠 病 毒 等 据 统 计,90% 以 上 急 性 呼 吸 道 感 染 由 病 毒 引 起 第 一 节 流 行 性 感 冒 病 毒 流 行 性 感 冒 病 毒 (influenza virus, 简 称 流 感 病 毒 ) 有 甲 (A) 乙 (B) 丙 (C) 三 型, 引 起 人 和 动 物 ( 猪 马 海 洋 哺 乳 动 物 和 禽 类 等 ) 流 行 性 感 冒 ( 简 称 流 感 ) 其 中 1934 年 分 离 出 的 甲 型 流 感 病 毒 在 引 起 人 类 流 感 流 行 上 最 为 重 要, 是 反 复 流 行 最 为 频 繁 和 引 起 真 正 全 球 流 行 的 重 要 病 原 体 其 中 最 著 名 的 是 发 生 于 年 的 流 感 世 界 大 流 行, 只 有 澳 洲 未 曾 被 波 及, 世 界 人 口 ( 当 时 20 亿 ) 的 50% 被 感 染, 死 亡 人 数 至 少 有 2000 万, 平 均 死 亡 率 3%, 高 于 第 一 次 世 界 大 战 死 亡 总 人 数 一 生 物 学 性 状 270

271 形 态 呈 球 形 或 丝 状, 球 形 直 径 80~120nm, 新 分 离 株 丝 状 多 于 球 形, 有 时 可 达 4000nm 左 右 ( 图 26-1) ( 图 26-1) 结 构 流 感 病 毒 的 核 衣 壳 呈 螺 旋 对 称, 有 胞 膜, 单 链 分 片 段 RNA 病 毒 ( 图 26-2) 图 核 心 病 毒 核 酸 为 分 片 段 的 单 链 负 股 RNA, 如 甲 型 乙 型 流 感 病 毒 分 8 个 片 段,1~6 个 片 段 编 码 单 个 蛋 白, 分 别 为 PB2 PB1 PA HA NP 和 NA; 第 7 和 第 8 个 片 段 都 编 码 2 个 蛋 白, 分 别 为 M1 M2 和 NS1 NS2 这 一 特 点 使 病 毒 在 复 制 中 易 发 生 基 因 重 组, 导 致 新 病 毒 株 的 出 现 丙 型 分 7 个 片 段 流 感 病 毒 基 因 组 总 长 度 为 个 核 甘 酸, 片 段 长 度 范 围 在 890~2340 与 每 个 RNA 片 段 结 合 的 有 核 蛋 白 (nucleoprotein,np) 和 3 个 与 核 酸 复 制 和 转 录 有 关 的 依 赖 RNA 的 RNA 多 聚 酶 蛋 白 PA PB1 和 PB2 RNA 和 NP 合 称 核 糖 核 蛋 白 (ribonucleoprotein,rnp), 即 核 衣 壳, 呈 螺 旋 对 称 病 毒 核 蛋 白 为 可 溶 性 抗 原, 抗 原 性 稳 定, 未 发 现 变 异, 具 有 型 特 异 性 2. 包 膜 流 感 病 毒 包 膜 有 两 层 结 构, 内 层 为 病 毒 基 因 编 码 的 基 质 蛋 白 M1, 它 的 存 在 增 加 了 包 膜 的 硬 度 和 厚 度, 并 可 促 进 病 毒 装 配 M 蛋 白 抗 原 性 稳 定, 亦 具 有 型 特 异 性 包 膜 外 层 为 来 自 宿 主 细 胞 的 脂 质 双 层 膜, 甲 型 和 乙 型 流 感 病 毒 包 膜 上 面 镶 嵌 有 两 种 由 病 毒 基 因 编 码 的 糖 蛋 白 刺 突 : 血 凝 素 (hemagglutinin, HA) 和 神 经 氨 酸 酶 (neuraminidase,na), 两 者 数 量 之 比 为 5:1 它 们 是 划 分 流 感 病 毒 亚 型 的 依 据, 抗 原 性 极 易 变 异 (1) HA : 占 病 毒 蛋 白 的 25%, 与 病 毒 吸 附 和 穿 入 宿 主 细 胞 有 关 呈 柱 状, 为 三 聚 体, 每 个 单 体 的 原 始 肽 链 HA0 必 需 经 细 胞 蛋 白 酶 裂 解 活 化, 形 成 二 硫 键 连 接 的 HA1 和 HA2 两 个 亚 单 位, 病 毒 才 具 有 感 染 性 HA1 可 与 上 皮 细 胞 表 面 寡 聚 糖 末 端 的 唾 液 酸 受 体 结 合 ;HA2 疏 水 端 具 有 膜 融 合 活 性, 因 而 病 毒 经 HA1 吸 附 被 吞 饮 后,HA2 可 促 进 病 毒 包 膜 与 内 体 膜 的 融 合 释 放 核 衣 壳 HA 能 与 人 鸡 豚 鼠 等 多 种 红 细 胞 表 面 N- 乙 酰 神 经 氨 酸 ( 唾 液 酸 ) 受 体 结 合 引 起 红 细 胞 凝 集, ( 简 称 血 凝 ) HA 具 有 免 疫 原 性, 为 保 护 性 抗 原, 其 诱 导 的 相 应 抗 体 称 血 凝 抑 271

272 制 抗 体, 能 抑 制 血 凝 现 象 和 中 和 病 毒 感 染 性, 为 保 护 性 抗 体 (2) NA 由 四 个 亚 单 位 组 成 的 四 聚 体, 呈 蘑 菇 状, 头 部 含 有 酶 活 性 中 心 和 四 个 抗 原 位 点 酶 活 性 作 用 于 宿 主 细 胞 表 面 糖 蛋 白 末 端 神 经 氨 酸 与 相 邻 糖 基 的 连 结 链, 使 其 断 裂, 破 坏 细 胞 膜 上 病 毒 特 异 性 受 体, 使 病 毒 从 感 染 细 胞 膜 上 解 离, 有 利 于 成 熟 病 毒 的 释 放 和 集 聚 病 毒 的 扩 散 但 不 能 中 和 病 毒 的 感 染 性 NA 具 有 抗 原 性, 其 相 应 抗 体 能 抑 制 酶 的 水 解 作 用 病 毒 复 制 病 毒 经 HA 首 先 吸 附 到 细 胞 表 面 糖 蛋 白 末 端 神 经 氨 酸 上, 细 胞 通 过 吞 饮 使 病 毒 进 入 内 体, 通 过 HA2 的 作 用 和 M2 的 酸 化 作 用, 病 毒 包 膜 与 内 体 膜 发 生 融 合, 病 毒 脱 壳,RNP 移 行 至 细 胞 核 在 病 毒 多 聚 酶 作 用 下, 转 录 mrna 流 感 病 毒 mrna 转 录 的 特 点 是 需 要 宿 主 mrna 5 端 甲 基 化 的 帽 (m7gpppxm) 作 为 引 物 才 能 转 录 帽 的 取 得 是 由 病 毒 编 码 的, 帽 依 赖 的 RNA 酶 从 宿 主 细 胞 mrna 上 切 取 获 得 的 所 有 基 因 组 片 段 都 被 转 录 成 5 端 带 有 帽, 3 端 带 有 polya 尾 的 mrna 进 入 胞 浆, 翻 译 成 病 毒 蛋 白 质 其 中 HA NA 在 内 质 网 和 高 尔 基 体 被 糖 基 化, 最 后 被 运 送 到 细 胞 膜 表 面 随 后, 在 核 内 每 个 基 因 片 段 复 制 出 正 链 RNA, 以 此 为 模 板, 再 复 制 出 子 代 负 链 RNA, 进 入 胞 浆, 与 多 聚 酶 和 NP 结 合, 装 配 成 RNP, 经 内 衬 有 M1 蛋 白 表 面 嵌 有 HA NA 和 M2 蛋 白 的 细 胞 膜 部 位 出 芽 释 放 一 个 复 制 周 期 约 8 小 时 分 型 命 名 与 变 异 根 据 RNP 和 M 蛋 白 抗 原 性 的 不 同 可 将 流 感 病 毒 分 为 甲 乙 丙 三 型 ; 甲 型 又 可 根 据 HA 和 NA 抗 原 性 不 同, 再 区 分 为 若 干 亚 型, 目 前 从 禽 类 已 鉴 定 出 15 个 HA 亚 型 (H1~H15),9 个 NA 亚 型 (N1~N9) 近 一 个 世 纪, 在 人 间 流 行 的 只 有 H1 H2 H3 和 N1 N2 几 个 亚 型, 乙 型 丙 型 流 感 病 毒 至 今 尚 未 发 现 亚 型 根 据 1980 年 WHO 公 布 的 流 感 病 毒 命 名 法, 一 个 新 分 离 株 完 整 的 命 名 应 包 括 : 型 别 / 宿 主 ( 人 则 省 略 )/ 分 离 地 点 / 病 毒 株 / 序 号 / 分 离 年 代 (HA 与 NA 亚 型 号 ), 如 A/Hong Kong/1/68(H3N2) 流 感 病 毒 HA 和 NA 易 发 生 变 异,HA 变 得 更 快 流 感 病 毒 抗 原 变 异 有 两 种 形 式 :1 为 抗 原 漂 移 (antigenic drift), 其 变 异 幅 度 小,HA NA 氨 基 酸 的 变 异 率 小 于 1%, 属 量 变, 由 点 突 变 所 造 成, 并 与 人 群 选 择 力 有 关, 每 2~5 年 出 现 一 个 新 的 变 异 株, 引 起 A 型 和 B 型 流 感 周 期 性 的 局 部 中 小 型 流 行 ;2 为 抗 原 转 换 (antigenic shift), 变 异 幅 度 大,HA 氨 基 酸 的 变 异 率 为 20%~50%, 属 质 变, 导 致 新 亚 型 的 出 现 由 272

273 于 人 群 完 全 失 去 免 疫 力, 每 次 新 亚 型 出 现 都 曾 引 起 世 界 性 的 流 感 暴 发 流 行, 随 后 该 亚 型 进 入 抗 原 漂 移 阶 段, 直 至 新 亚 型 出 现 才 终 止 流 行 近 一 个 世 纪, 甲 型 流 感 病 毒 已 经 历 过 数 次 重 大 变 异 ( 表 26-1) 表 26-1 甲 型 流 感 病 毒 抗 原 转 换 引 起 的 世 界 性 流 行 流 行 年 代 亚 型 类 别 代 表 株 1918 Hsw1N1 可 能 为 猪 流 感 病 毒 1947 HIN1( 亚 甲 型 ) A/FM/1/ H2N2( 亚 洲 甲 型 ) A/Singapore/1/ H3N2( 香 港 甲 型 ) A/HongKong/1/ H1N1 H3N 年,H1N1 又 重 新 出 现, 感 染 者 无 一 不 是 30 岁 以 下 青 年 人, 表 明 过 去 的 感 染 具 有 保 护 作 用 与 以 前 新 亚 型 出 现 不 一 样, 这 次 H1N1 没 有 完 全 取 代 H3N2, 而 是 与 其 共 同 流 行, 加 之 B 型, 三 型 交 替 流 行 至 今 1998 年 由 于 甲 3 亚 型 (A3,H3N2) 国 际 代 表 株 发 生 变 异, 由 武 汉 株 变 为 悉 尼 株, 人 群 普 遍 对 该 株 缺 乏 免 疫 力, 造 成 该 株 在 亚 洲 部 分 地 区 和 次 年 在 西 欧 等 地 区 的 暴 发 流 行 乙 型 流 感 病 毒 无 抗 原 转 换 的 变 异 种 系 变 异 的 研 究 表 明, 所 有 哺 乳 动 物 的 流 感 病 毒 均 来 源 于 禽 类 ( 如 鸭 ) 而 猪 和 某 些 哺 乳 动 物 在 新 亚 型 的 出 现 中 起 关 键 作 用, 猪 对 人 哺 乳 动 物 和 禽 类 流 感 病 毒 均 敏 感, 这 给 各 种 亚 型 流 感 病 毒 在 猪 中 进 行 基 因 重 组 创 造 了 条 件 HA 受 体 的 研 究 表 明, 不 同 HA 亚 型 唾 液 酸 受 体 的 氨 基 酸 残 基 在 不 同 宿 主 中 不 同 大 多 数 禽 类 马 流 感 病 毒 HA 与 SA-α-2 3-Gal-β1 4-Glu( 唾 液 酸 -α-2 3- 半 乳 糖 -β1 4- 葡 萄 糖 ) 受 体 结 合, 人 流 感 病 毒 与 SA-α-2 6-Gal-β1 4-Glu 受 体 结 合 人 气 管 上 皮 细 胞 带 有 SA-α-2 6-Gal, 鸭 肠 上 皮 细 胞 ( 禽 流 感 病 毒 增 殖 处 ) 和 马 气 管 上 皮 细 胞 带 有 SA-α-2 3-Gal, 而 猪 气 管 上 皮 细 胞 两 种 类 型 的 SA 都 有 猪 自 然 感 染 或 实 验 性 感 染 禽 类 人 类 甲 型 丙 型 流 感 病 毒 都 已 得 到 证 明 因 此 抗 原 转 换 可 以 是 人 流 感 病 毒 与 动 物 流 感 病 毒 的 基 因 重 组 ; 也 可 以 是 动 物 禽 类 流 感 病 毒 之 间 的 基 因 重 组, 产 生 了 对 人 的 致 病 性, 由 动 物 禽 类 直 接 传 给 人 回 顾 性 血 清 学 调 273

274 查 表 明,1918 年 流 行 的 流 感 病 毒 与 猪 流 感 H1N1 相 关 另 有 记 载 表 明 在 人 流 感 暴 发 流 行 之 前 有 马 鸽 流 感 的 爆 发 1997 年, 香 港 发 生 禽 流 感, 为 H5N1, 波 及 大 批 鸡 群, 同 时 发 生 20 例 禽 流 感 病 人, 死 亡 6 例 虽 H5 毒 株 不 能 在 人 间 直 接 传 播, 但 感 染 的 鸡 经 鸭 可 传 给 猪, 在 猪 中 进 行 病 毒 重 组 则 可 传 给 人, 再 引 起 人 间 流 行 关 于 流 感 大 流 行 的 起 源, 还 有 一 种 理 论 认 为 是 旧 毒 株 的 重 现 研 究 表 明 早 在 1946 年 左 右 在 人 群 中 消 失 的 原 甲 型 (H0N1, 代 表 株 A/PR/8/34), 在 我 国 人 群 中 仍 有 活 动 培 养 特 性 流 感 病 毒 可 在 鸡 胚 和 培 养 细 胞 中 增 殖 初 次 分 离 接 种 羊 膜 腔 阳 性 率 较 高, 传 代 适 应 后 可 移 种 于 尿 囊 腔 细 胞 培 养 一 般 可 用 原 代 猴 肾 细 胞 (PMK) 或 狗 肾 传 代 细 胞 (MDCK) 在 培 养 液 中 加 入 胰 酶, 促 使 HA 裂 解, 可 扩 大 培 养 细 胞 范 围 病 毒 在 鸡 胚 和 细 胞 中 均 不 引 起 明 显 的 病 变, 需 用 红 细 胞 凝 集 试 验 或 红 细 胞 吸 附 试 验 以 及 免 疫 学 方 法 证 实 病 毒 的 存 在 抵 抗 力 不 耐 热,56 C30 分 钟 被 灭 活,0~4 C 能 存 活 数 周,-70 C 以 下 可 长 期 保 存 ; 对 干 燥 紫 外 线 乙 醚 甲 醛 乳 酸 等 敏 感 二 致 病 性 与 免 疫 性 病 毒 经 飞 沫 在 人 与 人 之 间 直 接 传 播, 温 带 冬 天 为 流 行 季 节 传 染 性 强, 最 严 重 者 可 致 病 毒 性 肺 炎, 但 50% 感 染 后 无 症 状 病 毒 在 呼 吸 道 上 皮 细 胞 内 增 殖, 引 起 细 胞 空 泡 变 性, 纤 毛 丧 失 最 终 坏 死 脱 落 潜 伏 期 1~4 天, 突 然 发 病, 有 畏 寒 发 热 头 疼 肌 痛 厌 食 乏 力 鼻 塞 流 涕 咽 痛 和 咳 嗽 等 症 状 热 度 可 高 达 38~40 C, 持 续 1~5 天, 平 均 3 天 病 毒 仅 在 局 部 增 殖, 一 般 不 入 血 全 身 症 状 与 病 毒 感 染 刺 激 机 体 产 生 的 干 扰 素 和 免 疫 细 胞 释 放 的 细 胞 因 子 有 关 小 儿 温 度 比 成 人 高, 可 发 生 抽 搐 或 谵 妄 ; 呕 吐 腹 痛 腹 泻 较 常 见 年 老 体 弱 免 疫 心 肺 功 能 不 全 者 和 婴 幼 儿 在 感 染 后 5~10 天, 易 发 生 细 菌 性 继 发 感 染, 特 别 是 肺 炎, 常 危 及 生 命 流 感 病 毒 感 染 可 引 起 针 对 HA NA NP M1 的 病 毒 特 异 性 细 胞 和 体 液 免 疫 274

275 特 异 性 的 CD4 + 和 CD8 + T 细 胞 可 产 生 广 泛 的 亚 型 间 交 叉 免 疫, 决 定 病 毒 的 清 除 和 疾 病 的 恢 复 ; 特 异 性 抗 体 中 只 有 抗 -HA 为 中 和 抗 体, 包 括 IgG IgM 和 siga 局 部 中 和 抗 体 siga 和 血 清 中 和 抗 体 在 预 防 感 染 和 阻 止 疾 病 发 生 中 有 重 要 作 用 血 清 抗 -HA 中 和 抗 体 可 持 续 几 十 年, 对 同 型 病 毒 有 牢 固 免 疫 力 ; 对 型 内 变 异 株 的 交 叉 免 疫 可 持 续 4-7 年, 但 亚 型 间 无 交 叉 免 疫 三 微 生 物 学 检 查 法 在 流 感 暴 发 流 行 时, 根 据 典 型 症 状 即 可 作 出 临 床 诊 断 实 验 室 检 查 主 要 用 于 鉴 别 诊 断 和 分 型, 特 别 是 监 测 新 变 异 株 的 出 现 预 测 流 行 趋 势 和 提 出 疫 苗 预 防 建 议 检 查 方 法 包 括 : 1. 病 毒 分 离 取 急 性 期 患 者 咽 漱 液 或 鼻 咽 拭, 接 种 培 养 细 胞 或 鸡 胚 2. 血 清 学 诊 断 如 恢 复 期 抗 体 效 价 较 急 性 期 增 高 4 倍 或 以 上, 即 有 诊 断 价 值 血 清 学 试 验 包 括 亚 型 和 株 特 异 的 血 凝 抑 制 试 验 和 中 和 试 验, 型 特 异 的 补 体 结 合 试 验 和 抗 原 特 异 确 定 的 酶 免 疫 测 定 血 凝 抑 制 试 验 在 流 感 病 毒 血 清 学 诊 断 中 最 为 常 用 3. 用 免 疫 荧 光 法 或 酶 免 疫 测 定 法 直 接 从 病 人 呼 吸 道 分 泌 物 脱 落 细 胞 中 检 测 抗 原 4. 用 核 酸 杂 交 PCR 或 序 列 分 析 检 测 病 毒 核 酸 和 进 行 分 型 测 定 四 防 治 原 则 流 行 期 间 应 尽 量 避 免 人 群 聚 集, 公 共 场 所 每 100m 3 空 间 可 用 2~4ml 乳 酸 加 10 倍 水 混 匀, 加 热 薰 蒸, 能 灭 活 空 气 中 的 流 感 病 毒 免 疫 接 种 是 预 防 流 感 最 有 效 的 方 法, 但 必 须 与 当 前 流 行 株 的 型 别 基 本 相 同 1941 年 美 国 首 先 批 准 使 用 鸡 胚 培 养 的 流 感 病 毒 灭 活 疫 苗 ; 目 前 较 多 使 用 较 多 的 为 三 价 灭 活 疫 苗 ( 甲 型 二 个 亚 型 和 一 个 乙 型 ) 20 世 纪 60 年 代 出 现 裂 解 疫 苗 ;70~80 年 代 研 制 成 毒 粒 亚 单 位 和 表 面 抗 原 (HA 和 NA) 疫 苗, 并 于 1980 年 在 英 国 首 次 批 准 使 用 减 毒 活 疫 苗 迄 今 仍 处 于 研 制 阶 段 流 感 尚 无 特 效 疗 法, 盐 酸 金 刚 烷 氨 及 其 衍 生 物 甲 基 金 刚 烷 氨 可 用 于 预 防 甲 型 275

276 流 感, 其 作 用 机 制 主 要 是 抑 制 病 毒 的 穿 入 和 脱 壳 此 外, 干 扰 素 滴 鼻 及 中 药 板 蓝 根 大 青 叶 等 有 一 定 疗 效 第 二 节 副 粘 病 毒 副 粘 病 毒 与 正 粘 病 毒 的 生 物 学 性 状 类 似, 均 为 核 衣 壳 呈 螺 旋 对 称, 有 包 膜 的 单 负 链 RNA 病 毒 但 有 以 下 几 个 特 点 :1 病 毒 体 较 正 粘 病 毒 大, 直 径 150~300nm;2 包 膜 刺 突 HA 和 NA 与 流 感 病 毒 不 同, 副 流 感 病 毒 和 腮 腺 炎 病 毒 的 HA 和 NA 活 性 集 中 于 同 一 糖 蛋 白 刺 突 上, 称 HN 蛋 白 ; 麻 疹 病 毒 相 应 的 刺 突 只 有 HA 活 性, 无 NA 活 性, 称 H 蛋 白 ; 呼 吸 道 合 胞 病 毒 的 刺 突 G 蛋 白 既 无 HA 活 性, 又 无 NA 活 性 HN H G 蛋 白 均 与 病 毒 的 吸 附 有 关 ;3 具 有 另 一 种 刺 突 F 蛋 白, 可 促 进 宿 主 细 胞 膜 与 病 毒 细 胞 与 细 胞 的 融 合, 形 成 多 核 巨 细 胞 ;4 核 酸 为 一 条 完 整 的 单 负 链 RNA, 不 分 段, 不 易 发 生 基 因 重 组 和 变 异 ;5 病 毒 基 因 组 除 编 码 HN( 或 H 或 G) F 蛋 白 外, 还 编 码 M NP P L 蛋 白, 呼 吸 道 合 胞 病 毒 还 有 NS1 NS2 M2 蛋 白 等 L 蛋 白 为 多 聚 酶 蛋 白,P 蛋 白 可 与 多 聚 酶 形 成 复 合 物, 参 与 RNA 的 合 成,NP 为 核 蛋 白,M 蛋 白 为 基 质 蛋 白,NS 为 非 结 构 蛋 白 一 麻 疹 病 毒 麻 疹 病 毒 (measles virus) 是 麻 疹 的 病 原 体 麻 疹 是 儿 童 时 期 最 为 常 见 的 急 性 传 染 病, 发 病 率 几 乎 达 100%, 常 因 并 发 症 的 发 生 导 致 死 亡 据 WHO 估 计, 疫 苗 前 时 代, 全 世 界 每 年 大 约 有 1 3 亿 儿 童 患 病,700~800 万 儿 童 死 亡 1959 年, 我 国 麻 疹 病 例 高 达 900 多 万, 死 亡 26 万 麻 疹 病 毒 只 有 一 个 血 清 型, 但 80 年 代 以 来, 各 国 都 有 关 于 麻 疹 病 毒 抗 原 性 变 异 的 报 道 核 苷 酸 序 列 分 析 表 明, 麻 疹 病 毒 存 在 着 基 因 漂 移 致 病 性 与 免 疫 性 人 是 麻 疹 病 毒 的 自 然 宿 主, 急 性 期 患 者 为 传 染 源, 通 过 飞 沫 直 接 或 鼻 腔 分 泌 物 污 染 玩 具 用 具 等 感 染 易 感 人 群 冬 春 季 发 病 率 最 高 潜 伏 期 约 10~14 天, 病 毒 先 在 呼 吸 道 上 皮 细 胞 内 增 殖, 然 后 进 入 血 流, 出 现 第 一 276

277 次 病 毒 血 症, 病 毒 随 血 流 侵 入 全 身 淋 巴 组 织 和 单 核 吞 噬 细 胞 系 统, 在 其 细 胞 内 增 殖 后, 再 次 入 血 形 成 第 二 次 病 毒 血 症, 此 时 眼 结 膜 口 腔 粘 膜 皮 肤 呼 吸 道 消 化 道 泌 尿 道 小 血 管 受 染 产 生 病 变, 表 现 为 细 胞 融 合 成 多 核 巨 细 胞, 核 内 和 胞 浆 内 形 成 嗜 酸 性 包 涵 体 等 少 数 病 例 病 毒 尚 可 侵 犯 中 枢 神 经 系 统 CD46 为 麻 疹 病 毒 受 体, 人 红 细 胞 以 外 的 组 织 细 胞 大 多 有 CD46 临 床 表 现 除 高 热 畏 光 还 有 鼻 炎 眼 结 膜 炎 咳 嗽 三 个 主 要 前 驱 症 状, 此 时 病 人 传 染 性 最 强 发 病 2 天 后, 口 颊 粘 膜 出 现 Koplik 斑, 为 周 围 绕 有 红 晕 的 灰 白 色 小 点, 对 临 床 早 期 诊 断 有 一 定 意 义 随 后 1~2 天, 全 身 皮 肤 相 继 出 现 红 色 斑 丘 疹, 先 是 颈 部, 然 后 为 躯 干, 最 后 到 四 肢, 出 疹 期 病 情 最 严 重 4 天 后 消 退 脱 屑 麻 疹 一 般 可 治 愈 但 患 者 抵 抗 力 低 下, 护 理 不 当, 死 亡 率 亦 可 高 至 25% 以 上 最 严 重 的 并 发 症 为 脑 炎, 发 病 率 为 0.5%~1.0%, 其 中 死 亡 率 为 5%~30% 最 常 见 的 并 发 症 为 肺 炎, 占 麻 疹 死 亡 率 的 60% 亚 急 性 硬 化 性 全 脑 炎 (subacute sclerosing panencephalitis,sspe) 是 麻 疹 晚 期 神 经 中 枢 系 统 并 发 症, 发 生 率 为 0.6~2.2/10 万 从 麻 疹 发 展 到 SSPE 平 均 7 年, 患 者 大 脑 功 能 发 生 渐 进 性 衰 退, 表 现 为 反 应 迟 钝 精 神 异 常, 运 动 障 碍, 病 程 6~9 个 月, 最 后 导 致 昏 迷 死 亡 SSPE 患 者 血 液 和 脑 脊 液 中 有 异 常 高 水 平 的 麻 疹 病 毒 抗 体, 但 病 毒 分 离 困 难 现 认 为 患 者 脑 组 织 中 麻 疹 病 毒 为 缺 陷 病 毒, 特 别 是 M 基 因 突 变,M 蛋 白 功 能 异 常 麻 疹 自 然 感 染 后 一 般 免 疫 力 牢 固, 抗 体 可 持 续 终 生, 母 亲 抗 体 能 保 护 新 生 儿 其 中 抗 H 抗 体 和 抗 F 抗 体 在 抵 抗 麻 疹 病 毒 再 感 染 中 有 重 要 作 用 麻 疹 的 恢 复 主 要 靠 细 胞 免 疫,T- 细 胞 缺 陷 者 会 产 生 麻 疹 持 续 感 染, 导 致 死 亡 但 细 胞 免 疫 也 是 引 起 麻 疹 出 疹 麻 疹 后 脑 炎 的 原 因 此 外, 麻 疹 感 染 ( 包 括 麻 疹 减 毒 活 疫 苗 ) 还 可 引 起 暂 时 性 免 疫 抑 制, 如 IV 型 超 敏 反 应 OT 试 验 的 阴 转 和 对 新 抗 原 免 疫 应 答 的 减 弱 微 生 物 学 检 查 法 临 床 诊 断 一 般 无 需 进 行 实 验 室 检 查 病 毒 分 离 可 采 取 前 驱 期 呼 吸 道 标 本 和 血 液 标 本 接 种 原 代 人 或 猴 肾 细 胞 ; 亦 可 采 取 呼 吸 道 尿 沉 淀 物 用 免 疫 荧 光 法 检 查 病 毒 抗 原 观 察 多 核 巨 细 胞 及 包 涵 体 ; 血 清 学 诊 断 应 包 括 双 份 血 清 或 检 测 IgM 此 外, 亦 可 进 行 核 酸 杂 交 和 PCR 防 治 原 则 鸡 胚 细 胞 麻 疹 病 毒 减 毒 活 疫 苗 是 当 前 最 有 效 疫 苗 之 一 为 此, 277

278 WHO 已 将 消 灭 麻 疹 列 入 继 消 灭 脊 髓 灰 质 炎 后 的 主 要 目 标 我 国 于 1958 年 首 次 从 麻 疹 病 人 分 离 到 病 原 体,1965 年 制 成 减 毒 活 疫 苗, 仅 比 世 界 上 第 一 疫 苗 株 晚 3 年 初 次 免 疫 我 国 定 在 8 月 龄, 接 种 后, 抗 体 阳 转 率 达 90% 以 上, 但 免 疫 力 仅 维 持 10~15 年, 因 此 7 岁 时 必 须 进 行 再 次 免 疫 自 实 施 常 规 免 疫 接 种 以 来, 麻 疹 发 病 率 大 幅 度 下 降, 全 国 已 降 至 10/10 万 左 右, 有 的 地 区 连 续 多 年 小 于 1/10 万 对 接 触 麻 疹 的 易 感 者, 可 紧 急 用 丙 种 球 蛋 白 或 胎 盘 球 蛋 白 进 行 人 工 被 动 免 疫, 防 止 发 病 或 减 轻 症 状 二 腮 腺 炎 病 毒 腮 腺 炎 病 毒 (mumps virus) 是 流 行 性 腮 腺 炎 的 病 原 体 呈 世 界 性 分 布 只 有 一 个 血 清 型, 人 是 其 唯 一 宿 主 致 病 性 与 免 疫 性 病 毒 通 过 飞 沫 或 人 与 人 直 接 传 播 学 龄 儿 童 为 易 感 者, 好 发 于 冬 春 季 节 潜 伏 期 2~3 周, 病 毒 侵 入 呼 吸 道 上 皮 细 胞 和 面 部 局 部 淋 巴 结 内 增 殖 后, 进 入 血 流 再 通 过 血 液 侵 入 腮 腺 及 其 它 器 官, 如 睾 丸 卵 巢 胰 腺 肾 脏 和 中 枢 神 经 系 统 等 主 要 症 状 为 一 侧 或 双 侧 腮 腺 肿 大, 有 发 热 肌 痛 和 乏 力 等 病 程 1~2 周 30% 感 染 后 无 症 状, 青 春 期 感 染 者, 男 性 易 合 并 睾 丸 炎 (25%), 女 性 易 合 并 卵 巢 炎, 病 毒 性 脑 炎 亦 常 见 病 后 可 获 得 牢 固 的 免 疫 力 微 生 物 学 检 查 法 典 型 病 例 无 需 实 验 室 检 查 即 可 作 出 诊 断 若 需 要, 可 取 患 者 唾 液 尿 液 或 脑 脊 液 进 行 病 毒 分 离 腮 腺 炎 病 毒 易 在 鸡 胚 羊 膜 腔 鸡 胚 细 胞 或 猴 肾 细 胞 内 增 殖, 形 成 多 核 巨 细 胞, 但 细 胞 病 变 不 明 显, 常 用 豚 鼠 红 细 胞 进 行 血 吸 附 试 验 证 实 病 毒 增 殖 血 清 学 诊 断 包 括 检 测 病 毒 特 异 性 的 IgM 或 4 倍 上 升 的 IgG 血 凝 抑 制 试 验 ELISA 和 免 疫 荧 光 亦 可 检 测 病 毒 抗 原 或 抗 体 防 治 原 则 及 时 隔 离 患 者, 防 止 传 播 疫 苗 接 种 是 唯 一 有 效 的 预 防 措 施, 目 前 使 用 的 为 减 毒 活 疫 苗, 可 产 生 长 期 免 疫 效 果 在 美 国 等 国 家 已 将 腮 腺 炎 病 毒 麻 疹 病 毒 风 疹 病 毒 组 成 了 三 联 疫 苗 (MMR) 我 国 目 前 使 用 的 是 S97 株 生 产 的 单 价 减 毒 活 疫 苗, 三 联 疫 苗 正 在 研 制 中 278

279 三 副 流 感 病 毒 副 流 感 病 毒 (parainfluenza virus ) 为 引 起 轻 型 流 感 样 症 状 的 呼 吸 道 病 毒, 但 在 婴 幼 儿 也 可 引 起 严 重 的 下 呼 吸 道 感 染 有 4 个 血 清 型 病 毒 普 遍 存 在, 流 行 有 季 节 性, 通 过 飞 沫 或 人 与 人 接 触 传 播 初 次 感 染 多 发 生 在 5 岁 以 下, 病 毒 在 上 呼 吸 道 上 皮 细 胞 内 增 殖, 引 起 病 毒 血 症 约 有 25% 的 病 例 病 毒 可 扩 散 到 下 呼 吸 道, 引 起 细 支 气 管 炎 和 肺 炎,2%~3% 可 引 起 严 重 的 哮 吼 ( 急 性 喉 气 管 支 气 管 炎 ) 2 岁 以 下 婴 幼 儿 易 引 起 下 呼 吸 道 感 染, 成 人 则 以 上 呼 吸 道 感 染 多 见 哮 吼 常 由 1 型 2 型 引 起,3 型 引 起 的 下 呼 吸 道 感 染 发 病 率 仅 次 于 呼 吸 道 合 胞 病 毒,4 型 一 般 不 引 起 严 重 疾 病 1 型 和 3 型 亦 是 医 院 内 感 染 的 重 要 病 原 体 保 护 性 免 疫 包 括 细 胞 免 疫 和 siga, 但 持 续 时 间 短, 再 感 染 常 见 四 呼 吸 道 合 胞 病 毒 呼 吸 道 合 胞 病 毒 (respiratory syscytial virus,rsv) 是 在 婴 幼 儿 中 引 起 严 重 呼 吸 道 感 染 的 最 重 要 的 病 原 因 子, 典 型 的 是 细 支 气 管 炎 和 细 支 气 管 肺 炎, 但 在 较 大 儿 童 和 成 人 主 要 引 起 上 呼 吸 道 感 染 呼 吸 道 合 胞 病 毒 通 过 手 污 染 物 品 和 呼 吸 道 传 播, 每 年 冬 季 均 有 流 行, 至 4 岁 时, 几 乎 每 个 人 都 受 过 感 染 病 毒 感 染 局 限 于 呼 吸 道, 不 产 生 病 毒 血 症 病 毒 侵 入 呼 吸 道 上 皮 细 胞 内 增 殖, 引 起 细 胞 融 合 病 毒 致 病 机 制 尚 未 完 全 清 楚, 主 要 是 病 理 免 疫 造 成 细 胞 损 伤 支 气 管 和 细 支 气 管 坏 死 物 与 粘 液 纤 维 等 结 集 在 一 起, 很 易 阻 塞 婴 幼 儿 狭 窄 的 气 道, 导 致 严 重 的 细 支 气 管 炎 和 肺 炎, 造 成 死 亡 呼 吸 道 合 胞 病 毒 也 是 医 院 内 感 染 的 重 要 病 原 体 呼 吸 道 合 胞 病 毒 感 染 后, 免 疫 力 不 强, 自 然 感 染 不 能 防 止 再 感 染 母 体 通 过 胎 盘 传 给 胎 儿 的 抗 体 亦 不 能 防 止 婴 儿 感 染 至 今 未 有 安 全 有 效 的 预 防 疫 苗, 灭 活 疫 苗 接 种 反 而 会 使 感 染 更 加 严 重 279

280 第 三 节 其 它 呼 吸 道 病 毒 一 腺 病 毒 腺 病 毒 (adenovirus)1953 年 分 离 到, 约 有 100 个 血 清 型, 其 中 能 感 染 人 类 的 至 少 有 42 个 型 别, 分 A~F 6 个 亚 组 腺 病 毒 能 在 呼 吸 道 肠 粘 膜 上 皮 细 胞 中 引 起 溶 解 性 感 染 ; 在 淋 巴 样 和 腺 样 细 胞 中 引 起 潜 伏 感 染 和 在 啮 齿 动 物 细 胞 中 引 起 转 化 感 染 生 物 学 特 性 为 双 链 DNA 无 包 膜 病 毒 核 衣 壳 呈 二 十 面 体 立 体 对 称, 直 径 70~90nm,12 个 顶 角 的 五 邻 体 (penton) 由 基 底 和 一 根 纤 维 突 起 组 成, 对 细 胞 有 毒 性 ( 图 26-3) 纤 维 突 起 含 有 病 毒 吸 附 蛋 白 和 型 特 异 性 抗 原, 还 具 有 血 凝 性 其 早 期 基 因 产 物 E1A 能 与 抑 癌 基 因 P53 结 合, 阻 断 细 胞 凋 亡, 促 进 细 胞 转 化 图 26-3 致 病 性 与 免 疫 性 主 要 通 过 呼 吸 道 胃 肠 道 和 密 切 接 触 从 人 传 播 到 人, 可 通 过 手 将 病 毒 传 播 到 眼, 消 毒 不 充 分 的 游 泳 池 还 能 引 起 腺 病 毒 感 染 的 暴 发 流 行 腺 病 毒 主 要 感 染 儿 童, 大 多 无 症 状, 成 人 感 染 不 常 见 与 腺 病 毒 感 染 相 关 的 临 床 病 症 主 要 是 3 岁 以 下 小 儿 的 急 性 咽 炎 热 和 较 大 儿 童 的 咽 结 膜 炎 热, 多 见 于 暴 发 流 行 ; 急 性 呼 吸 道 感 染 和 病 毒 性 肺 炎 ; 滤 泡 性 结 膜 炎 及 与 职 业 有 关 的 流 行 性 角 膜 结 膜 炎 ; 胃 肠 炎 与 腹 泻 15% 急 性 胃 肠 炎 住 院 病 人 是 由 腺 病 毒 引 起 的 三 型 腺 病 毒 主 要 引 起 婴 儿 腹 泻, 称 肠 道 腺 病 毒 此 外, 还 能 导 致 其 它 一 些 临 床 疾 病, 如 小 儿 的 急 性 出 血 性 膀 胱 炎 腺 病 毒 能 编 码 产 生 几 种 早 期 蛋 白 以 逃 避 宿 主 的 防 御 机 制, 这 可 能 与 病 毒 潜 在 的 致 癌 能 力 有 关, 已 经 证 明 有 少 数 腺 病 毒 (12 18 型 等 ) 可 引 起 细 胞 转 化 和 动 物 肿 瘤 病 后, 机 体 产 生 的 相 应 抗 体 对 同 型 病 毒 具 有 保 护 作 用 微 生 物 学 检 查 法 常 用 病 毒 分 离 法 取 急 性 期 患 者 咽 拭 眼 结 膜 分 泌 物, 280

281 接 种 原 代 人 胚 胎 肾 细 胞 后 传 代 HeLa 细 胞 等 上 皮 样 细 胞, 根 据 细 胞 肿 胀 变 圆 聚 集 成 葡 萄 串 状 等 典 型 病 变 再 进 行 鉴 定 此 外, 亦 可 采 用 血 清 学 诊 断, 其 它 免 疫 学 方 法 或 分 子 生 物 学 试 验 进 行 诊 断 目 前 尚 无 理 想 疫 苗 二 风 疹 病 毒 风 疹 病 毒 (rubella virus) 分 类 上 属 披 膜 病 毒 科 (Togaviridae), 是 风 疹 ( 又 名 德 国 麻 疹 ) 的 病 原 体 为 单 正 链 RNA 病 毒, 直 径 约 60nm, 核 衣 壳 为 二 十 面 体 对 称, 有 包 膜, 包 膜 刺 突 有 血 凝 性 能 在 细 胞 内 增 殖, 1962 年 首 次 分 离 成 功 风 疹 病 毒 只 有 一 个 血 清 型, 人 是 病 毒 唯 一 的 自 然 宿 主 病 毒 经 呼 吸 道 传 播, 在 局 部 淋 巴 结 增 殖 后, 经 病 毒 血 症 播 散 全 身 儿 童 是 主 要 易 感 者, 表 现 为 发 热, 麻 疹 样 出 疹, 但 较 轻, 伴 耳 后 和 枕 下 淋 巴 结 肿 大 成 人 感 染 症 状 较 严 重, 除 出 疹 外, 还 有 关 节 炎 和 关 节 疼 痛, 血 小 板 减 少, 出 疹 后 脑 炎 等 风 疹 病 毒 感 染 最 严 重 的 问 题 是 能 垂 直 传 播 导 致 胎 儿 先 天 性 感 染 我 国 约 5% 育 龄 妇 女 在 儿 童 期 未 感 染 过 风 疹 病 毒, 仍 为 易 感 者 孕 妇 在 孕 期 20 周 内 感 染 风 疹 病 毒 对 胎 儿 危 害 最 大, 胎 儿 细 胞 的 正 常 生 长, 有 丝 分 裂 和 染 色 体 结 构 可 因 感 染 而 发 生 变 化, 引 起 胎 儿 死 亡 或 出 生 后 表 现 为 先 天 性 心 脏 病 先 天 性 耳 聋 白 内 障 等 畸 性 及 其 它 风 疹 综 合 征, 如 黄 胆 性 肝 炎, 肝 肿 大, 肺 炎, 脑 膜 脑 炎 等 风 疹 病 毒 自 然 感 染 后 可 获 得 持 久 免 疫 力, 孕 妇 血 清 抗 体 有 保 护 胎 儿 免 受 风 疹 病 毒 感 染 的 作 用 风 疹 减 毒 活 疫 苗 接 种 是 预 防 风 疹 的 有 效 措 施, 常 与 麻 疹 腮 腺 炎 组 合 成 三 联 疫 苗 (MMR) 使 用 我 国 自 己 研 制 的 风 疹 减 毒 活 疫 苗 BRDII 免 疫 原 性 良 好, 现 已 正 式 投 产 三 鼻 病 毒 冠 状 病 毒 和 呼 肠 病 毒 鼻 病 毒 (rhinovirus) 小 RNA 病 毒 科 (Picornaviridae ) 成 员 之 一, 球 形, 直 径 28~30nm, 为 单 正 股 RNA 病 毒, 核 衣 壳 呈 二 十 面 体 立 体 对 称, 无 包 膜 至 281

282 少 有 100 个 血 清 型 能 在 人 二 倍 体 成 纤 维 细 胞 中 生 长, 最 适 温 度 为 33 C 对 酸 敏 感, ph3.0 迅 速 失 活, 该 特 征 能 与 与 肠 道 病 毒 相 区 别 鼻 病 毒 是 普 通 感 冒 最 重 要 的 病 原 体, 引 起 至 少 50% 的 上 呼 吸 道 感 染, 具 有 自 限 性 婴 幼 儿 和 有 慢 性 呼 吸 道 疾 患 者, 常 导 致 支 气 管 炎 和 支 气 管 肺 炎 手 是 最 主 要 的 传 播 媒 介, 其 次 为 飞 沫 传 播 病 毒 经 鼻 口 眼 进 入 体 内, 主 要 在 鼻 咽 腔 中 复 制 早 秋 和 晚 春 为 发 病 季 节 由 于 病 毒 型 别 多 和 存 在 抗 原 漂 移 现 象, 鼻 病 毒 的 免 疫 非 常 短 暂, 再 感 染 极 为 常 见 IFN 干 扰 素 有 一 定 防 治 作 用 冠 状 病 毒 (coronavirus) 大 小 为 120~160nm, 单 正 链 RNA, 核 衣 壳 呈 螺 旋 对 称, 有 包 膜, 包 膜 上 有 排 列 间 隔 较 宽 的 突 起, 使 整 个 病 毒 颗 粒 外 形 如 日 冕 或 冠 状, 故 名 常 规 细 胞 培 养 分 离 病 毒 困 难, 最 适 温 度 为 33 ~35 C 冠 状 病 毒 引 起 10%~30% 普 通 感 冒, 其 重 要 性 仅 次 于 鼻 病 毒, 居 第 二 位, 各 年 龄 组 均 可 发 病, 婴 幼 儿 为 主 冬 季 为 流 行 高 峰, 飞 沫 传 播, 病 毒 仅 侵 犯 上 呼 吸 道, 引 起 轻 型 感 染, 但 可 使 原 有 呼 吸 道 感 染 急 性 加 重, 甚 至 引 起 肺 炎 病 后 免 疫 力 不 强, 仅 管 血 清 抗 体 存 在, 再 感 染 仍 可 发 生 冠 状 病 毒 还 与 人 类 腹 泻 和 胃 肠 炎 有 关 呼 肠 病 毒 (reovirus) 归 属 于 呼 肠 病 毒 科, 为 双 链 RNA, 分 10 个 片 段, 双 层 蛋 白 质 衣 壳, 呈 二 十 面 体 立 体 对 称, 无 包 膜 病 毒 直 径 60~80nm, 有 3 个 血 清 型 大 多 数 人 在 儿 童 期 被 感 染, 且 多 呈 亚 临 床 状 态 显 性 感 染 包 括 轻 度 上 呼 吸 道 疾 病 和 胃 肠 道 疾 病 等 ( 刘 晶 星 ) 第 27 章 肠 道 病 毒 肠 道 病 毒 (enterovirus) 归 属 于 小 RNA 病 毒 科 (Picornaviridae ), 有 67 个 血 清 型, 分 型 的 主 要 依 据 为 交 叉 中 和 试 验 与 其 在 同 一 科 和 人 类 致 病 有 关 的 病 毒 还 有 鼻 病 毒 及 甲 型 肝 炎 病 毒 人 类 肠 道 病 毒 包 括 : 1. 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 (poliovirus) 有 三 型 ; 2. 柯 萨 奇 病 毒 (coxsackievirus) 分 A B 两 组,A 组 包 括 1~22,24 型 ;B 组 包 括 1~6 型 ; 282

283 3. 人 肠 道 致 细 胞 病 变 孤 儿 病 毒 ( 简 称 埃 可 病 毒 )(enteric cytopathogenic human orphan virus,echo) 包 括 1~9,11~27,29~33 型 4. 新 肠 道 病 毒, 为 1969 年 后 陆 续 分 离 到 的, 包 括 68,69,70 和 71 型 第 一 节 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 是 脊 髓 灰 质 炎 的 病 原 体 病 毒 侵 犯 脊 髓 前 角 运 动 神 经 细 胞, 导 致 弛 缓 性 肢 体 麻 痹, 多 见 于 儿 童, 故 亦 称 小 儿 麻 痹 症 一 生 物 学 性 状 球 形, 直 径 27nm, 核 衣 壳 呈 二 十 面 体 立 体 对 称, 无 包 膜 ( 图 27-1) 基 因 组 为 单 正 链 RNA, 长 约 7.4kb, 两 端 为 保 守 的 非 编 码 区, 在 肠 道 病 毒 中 同 源 性 非 常 显 著, 中 间 为 连 续 开 放 读 码 框 架 此 外,5 端 共 价 结 合 一 小 分 子 蛋 白 质 Vpg, 与 病 毒 RNA 合 成 和 基 因 组 装 配 有 关 ;3 端 带 有 polya 尾, 加 强 了 病 毒 的 感 染 性 病 毒 RNA 为 感 染 性 核 酸, 进 入 细 胞 后, 可 直 接 起 mrna 作 用, 转 译 出 一 个 约 2200 个 氨 基 酸 的 大 分 子 多 聚 蛋 白 (polyprotein), 经 酶 切 后 形 成 病 毒 结 构 蛋 白 VP1~VP4 和 功 能 性 蛋 白 VP1 VP2 和 VP3 均 暴 露 在 病 毒 衣 壳 的 表 面, 带 有 中 和 抗 原 位 点,VP1 还 与 病 毒 吸 附 有 关 ;VP4 位 于 衣 壳 内 部, 一 旦 病 毒 VP1 与 受 体 结 合 后,VP4 即 被 释 出, 衣 壳 松 动, 病 毒 基 因 组 脱 壳 穿 入 图 27-1 病 毒 对 理 化 因 素 的 抵 抗 力 较 强, 在 污 水 和 粪 便 中 可 存 活 数 月 ; 在 胃 肠 道 能 耐 受 胃 酸, 蛋 白 酶 和 胆 汁 的 作 用 ; 在 ph3-9 时 稳 定, 对 热 去 污 剂 均 有 一 定 抗 性, 在 室 温 下 可 存 活 数 日, 但 50 C 可 迅 速 破 坏 病 毒,1mol/L MgCl 2 或 其 它 二 价 阳 离 子, 能 显 著 提 高 病 毒 对 热 的 抵 抗 力 二 致 病 性 与 免 疫 性 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 的 传 染 源 是 患 者 或 无 症 状 带 毒 者 ; 传 播 主 要 通 过 粪 - 口 途 径, 病 毒 以 上 呼 吸 道 咽 喉 和 肠 道 为 侵 入 门 户, 先 在 局 部 粘 膜 和 咽 扁 桃 体 等 淋 巴 组 织 和 肠 道 集 合 淋 巴 结 中 初 步 增 殖, 然 后 释 放 入 血, 形 成 第 一 次 病 毒 血 症, 扩 散 至 带 有 受 体 的 靶 组 织, 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 识 别 的 受 体 为 免 疫 球 蛋 白 超 家 族 的 细 胞 粘 附 分 子, 只 有 很 少 的 组 织 表 达 这 种 受 体, 如 脊 髓 前 角 细 胞 背 根 神 经 节 细 胞 运 动 283

284 神 经 元 骨 骼 肌 细 胞 和 淋 巴 细 胞 等, 因 而 限 制 了 它 的 感 染 范 围 在 靶 组 织 中 再 次 增 殖 后, 引 起 第 二 次 病 毒 血 症 和 临 床 症 状 机 体 免 疫 力 的 强 弱 显 著 影 响 其 结 局 至 少 90% 的 感 染 者 表 现 为 隐 性 感 染 ; 约 5% 产 生 流 产 感 染 病 人 只 出 现 发 热 头 痛 乏 力 咽 痛 和 呕 吐 等 非 特 异 性 症 状, 并 迅 速 恢 复 ; 在 1%~2% 的 病 人, 病 毒 侵 入 中 枢 神 经 系 统 和 脑 膜, 产 生 非 麻 痹 型 脊 髓 灰 质 炎 或 无 菌 性 脑 膜 炎, 患 者 除 有 上 述 非 特 异 性 症 状 外, 还 有 颈 背 强 直 肌 痉 挛 等 症 状 只 有 0.1%~2.0% 的 病 人 产 生 最 严 重 的 结 局, 包 括 暂 时 性 肢 体 麻 痹, 永 久 性 弛 缓 性 肢 体 麻 痹, 以 及 极 少 数 患 者 发 展 为 延 髓 麻 痹, 导 致 呼 吸 心 脏 衰 竭 死 亡 由 于 有 效 的 疫 苗 预 防, 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 野 毒 株 的 感 染 已 显 著 减 少, 甚 至 罕 见, 但 疫 苗 相 关 麻 痹 型 脊 髓 灰 质 炎 病 例 的 出 现 应 引 起 足 够 的 重 视 在 保 护 性 免 疫 中 抗 体 具 有 重 要 作 用 siga 可 阻 止 病 毒 在 咽 喉 部 肠 道 内 的 吸 附 和 初 步 增 殖 ; 血 清 中 和 抗 体 可 阻 止 病 毒 向 靶 组 织 扩 散 和 随 后 引 起 的 疾 病 中 和 抗 体 在 病 毒 感 染 后 2~6 周 达 高 峰, 并 能 持 续 多 年, 甚 至 终 生, 对 同 型 病 毒 具 有 较 牢 固 的 免 疫 力 三 微 生 物 学 检 查 法 1. 病 毒 分 离 与 鉴 定 粪 便 标 本 加 抗 生 素 处 理 后, 接 种 原 代 猴 肾 或 人 胚 肾 细 胞, 置 37 C 培 养 7~10 天, 若 出 现 细 胞 病 变, 用 中 和 试 验 进 一 步 鉴 定 其 型 别 2. 血 清 学 试 验 用 发 病 早 期 和 恢 复 期 双 分 血 清 进 行 中 和 试 验, 若 血 清 抗 体 有 4 倍 或 以 上 增 长, 则 有 诊 断 意 义 此 外, 用 核 酸 杂 交 PCR 等 分 子 生 物 学 方 法 可 检 测 病 毒 基 因 组 的 存 在 而 进 行 快 速 诊 断 同 时 可 根 据 毒 株 核 苷 酸 组 成 或 序 列 的 差 异, 或 酶 切 位 点 的 不 同 等 来 区 别 疫 苗 株 与 野 毒 株 四 防 治 原 则 自 从 50 年 代 中 期 和 60 年 代 初 期 灭 活 脊 髓 灰 质 炎 疫 苗 (IPV,Salk 苗 ) 和 口 服 脊 髓 灰 质 炎 减 毒 活 疫 苗 (OPV,Sabin 苗 ) 问 世 并 广 泛 应 用 以 来, 脊 髓 灰 质 炎 发 病 率 急 剧 下 降, 绝 大 多 数 发 达 国 家 已 消 灭 了 脊 髓 灰 质 炎 野 毒 株, 但 在 非 洲 中 东 和 亚 洲 发 展 中 国 家 仍 有 野 毒 株 的 存 在, 因 此 疫 苗 主 动 免 疫 应 继 续 加 强, 尽 早 实 284

285 现 WHO 提 出 的 2000 年 在 全 球 消 灭 脊 髓 灰 质 炎 的 宿 愿 目 前,IPV 和 OPV 都 是 三 价 混 合 疫 苗 (TIPV 或 TOPV), 免 疫 后 都 可 获 得 抗 三 个 血 清 型 脊 髓 灰 质 炎 感 染 的 免 疫 力 OPV 口 服 免 疫 类 似 自 然 感 染, 既 可 诱 发 血 清 抗 体, 预 防 麻 痹 型 脊 髓 灰 质 炎 的 产 生, 又 可 刺 激 肠 道 局 部 产 生 siga, 阻 止 野 毒 株 在 肠 道 的 增 殖 和 人 群 中 的 流 行 此 外, 服 苗 后 OPV 在 咽 部 存 留 1~2 周, 从 粪 便 中 排 出 达 几 周, 因 而 疫 苗 病 毒 的 传 播 使 接 触 者 形 成 间 接 免 疫 我 国 自 1986 年 实 行 卫 生 部 颁 布 的 2 月 龄 开 始 连 服 三 次 TOPV, 每 次 间 隔 一 个 月,4 岁 时 加 强 一 次 的 免 疫 程 序 可 保 持 持 久 免 疫 力 IPV 不 能 产 生 肠 道 免 疫, 接 种 剂 量 大, 使 用 不 方 便, 免 疫 接 种 面 必 须 广 泛 等 缺 点 使 其 在 世 界 范 围 内 很 快 被 OPV 所 代 替 事 实 上 80 年 代 后 期 最 初 的 灭 活 疫 苗 已 改 进 为 抗 原 性 较 好 的 增 效 IPV, 三 剂 疫 苗 接 种 后, 抗 三 个 型 别 抗 体 的 产 生 率 为 99%~100%, 也 能 诱 导 低 水 平 的 粘 膜 免 疫 芬 兰 法 国 荷 兰 挪 威 瑞 典 使 用 IPV 后 已 控 制 并 消 灭 了 脊 髓 灰 质 炎, 证 明 了 IPV 的 效 果 由 于 OPV 热 稳 定 性 差, 保 存 运 输 使 用 要 求 高, 有 毒 力 回 复 的 可 能, 特 别 是 从 1979 年 以 来, 美 国 所 发 生 的 麻 痹 型 脊 髓 灰 质 炎 都 与 疫 苗 株 有 关, 所 谓 疫 苗 相 关 麻 痹 型 脊 髓 灰 质 炎 (VAPP), 因 此, 新 的 免 疫 程 序 建 议 最 初 两 次 免 疫 使 用 IPV 以 排 除 VAPP 发 生 的 危 险 第 二 节 柯 萨 奇 病 毒 ECHO 病 毒 和 新 肠 道 病 毒 这 些 病 毒 的 形 态 结 构 生 物 学 性 状 及 感 染 免 疫 过 程 与 脊 髓 灰 质 炎 病 毒 相 似 柯 萨 奇 病 毒 ECHO 病 毒 识 别 的 受 体 在 组 织 和 细 胞 中 分 布 广 泛, 包 括 中 枢 神 经 系 统 心 肺 胰 粘 膜 皮 肤 和 其 它 系 统, 因 而 引 起 的 疾 病 谱 复 杂 致 病 特 点 是 病 毒 在 肠 道 中 增 殖, 却 很 少 引 起 肠 道 疾 病 ; 不 同 型 别 的 病 毒 可 引 起 相 同 的 临 床 综 合 征, 如 散 发 性 脊 髓 灰 质 炎 样 的 麻 痹 症 爆 发 性 的 脑 膜 炎 脑 炎 发 热 皮 疹 和 轻 型 上 呼 吸 道 感 染 同 一 型 病 毒 亦 可 引 起 几 种 不 同 的 临 床 疾 病 但 某 些 病 毒 只 倾 向 于 引 起 某 种 综 合 征 的 情 况 也 存 在, 如 : 1 疱 疹 性 咽 峡 炎 主 要 由 柯 萨 奇 A 组 病 毒 某 些 血 清 型 引 起, 典 型 的 症 状 是 在 软 颚 悬 雍 垂 周 围 出 现 水 泡 性 潰 疡 损 伤 285

286 2 手 足 口 病 主 要 由 柯 萨 奇 病 毒 A16 引 起,71 型 也 引 起 过 多 次 流 行 特 点 为 手 足 口 舌 上 水 泡 性 损 伤 3 流 行 性 胸 痛 常 由 柯 萨 奇 B 组 病 毒 引 起, 症 状 为 突 发 性 发 热 和 单 侧 胸 痛 4 心 肌 炎 和 心 包 炎 主 要 由 柯 萨 奇 B 组 病 毒 引 起 在 婴 儿 室 可 引 起 爆 发 流 行, 死 亡 率 高 散 发 流 行 于 成 人 和 儿 童 5 眼 病 见 于 由 A24 引 起 的 急 性 结 膜 炎 和 71 型 引 起 的 急 性 出 血 性 结 膜 炎 此 外, 肠 道 病 毒 感 染 可 能 还 与 病 毒 感 染 后 疲 劳 综 合 征 糖 尿 病 相 关 除 柯 萨 奇 A 组 病 毒 等 少 数 几 个 型 别 必 须 在 乳 鼠 中 增 殖 外, 其 余 都 能 在 猴 肾 原 代 和 传 代 细 胞 某 些 人 源 性 传 代 细 胞 中 生 长, 在 细 胞 浆 中 增 殖, 产 生 细 胞 病 变 用 病 毒 特 异 性 组 合 和 单 价 血 清 做 中 和 试 验 进 行 鉴 定 标 本 包 括 咽 拭 粪 便 和 脑 脊 液 等 目 前 尚 无 快 速 简 便 的 其 它 血 清 学 诊 断 方 法 预 防 尚 无 疫 苗 可 用 ( 刘 晶 星 ) 第 28 章 急 性 胃 肠 炎 病 毒 胃 肠 炎 是 人 类 最 常 见 的 一 种 疾 病, 除 细 菌 寄 生 虫 等 病 原 体 外, 大 多 数 胃 肠 炎 由 病 毒 引 起 这 些 病 毒 分 别 属 于 四 个 不 同 的 病 毒 科 : 呼 肠 病 毒 科 的 轮 状 病 毒 (rotavirus), 杯 状 病 毒 科 (Caliciviridae) 的 SRSV 和 经 典 人 类 杯 状 病 毒 ; 腺 病 毒 科 的 肠 道 腺 病 毒 和 星 状 病 毒 科 (Astroviridae) 的 星 状 病 毒 (astrovirus) 它 们 所 致 的 胃 肠 炎 临 床 表 现 相 似, 主 要 为 腹 泻 与 呕 吐, 但 流 行 方 式 却 明 显 分 为 两 种 :5 岁 以 内 的 小 儿 腹 泻 和 与 年 龄 无 关 的 暴 发 流 行 第 一 节 轮 状 病 毒 轮 状 病 毒 是 1973 年 澳 大 利 亚 学 者 Bishop 等 在 急 性 非 细 菌 性 胃 肠 炎 儿 童 十 二 指 肠 粘 膜 超 薄 切 片 中 首 次 发 现, 是 人 类 哺 乳 动 物 和 鸟 类 腹 泻 的 重 要 病 原 体 一 生 物 学 性 状 形 态 为 大 小 不 等 的 球 形, 直 径 60~80nm, 双 层 衣 壳, 无 包 膜, 负 染 后 在 286

287 电 镜 下 观 察, 病 毒 外 形 呈 车 轮 状, 故 名 ( 图 28-1) 图 28-1 基 因 组 及 其 编 码 的 蛋 白 质 为 双 链 RNA 病 毒, 约 bp, 由 11 个 基 因 片 段 组 成 每 个 片 段 含 一 个 开 放 读 码 框 架, 分 别 编 码 6 个 结 构 蛋 白 (VP1 VP2 VP3 VP4 VP6 VP7) 和 5 个 非 结 构 蛋 白 (NSP1~NSP5) VP6 位 于 内 衣 壳, 为 组 和 亚 组 特 异 性 抗 原 ;VP4 和 VP7 位 于 外 衣 壳,VP7 为 糖 蛋 白, 是 中 和 抗 原, 决 定 病 毒 血 清 型,VP4 为 病 毒 的 血 凝 素, 亦 为 重 要 的 中 和 抗 原 VP!~VP3 位 于 核 心 非 结 构 蛋 白 为 病 毒 酶 或 调 节 蛋 白, 在 病 毒 复 制 中 起 主 要 作 用 分 型 根 据 内 衣 壳 VP6 的 抗 原 性, 轮 状 病 毒 可 分 为 7 个 组 (A~G) A 组 轮 状 病 毒 根 据 VP6 又 分 为 4 个 亚 组 (I II I+II 非 I 非 II) 另 外 A 组 根 据 表 面 中 和 抗 原 VP7 和 VP4 分 14 个 G 血 清 型 (VP7 为 糖 蛋 白 ) 和 19 个 P 血 清 型 (VP4 为 蛋 白 ) 抵 抗 力 在 粪 便 中 存 活 数 天 到 数 周 耐 乙 醚 酸 碱 和 反 复 冻 融,pH 适 应 范 围 广 (ph3.5~10) 在 室 温 下 相 对 稳 定,55 C30 分 钟 可 被 灭 活. 二 致 病 性 和 免 疫 性 轮 状 病 毒 呈 世 界 性 分 布,A~C 组 轮 状 病 毒 能 引 起 人 类 和 动 物 腹 泻,D~G 组 只 引 起 动 物 腹 泻 A 组 轮 状 病 毒 最 为 常 见, 主 要 流 行 的 血 清 型 为 G1P8 G2P4 G3P8 和 G4P8, 是 引 起 6 个 月 ~2 岁 婴 幼 儿 严 重 胃 肠 炎 的 主 要 病 原 体 占 病 毒 性 胃 肠 炎 的 80% 以 上, 是 导 致 婴 幼 儿 死 亡 的 主 要 原 因 之 一 年 长 儿 童 和 成 人 常 呈 无 症 状 感 染 传 染 源 是 病 人 和 无 症 状 带 毒 者, 病 人 每 克 粪 便 中 排 出 的 病 毒 体 可 达 个, 粪 - 口 是 主 要 的 传 播 途 径 病 毒 还 可 能 通 过 呼 吸 道 传 播, 从 有 呼 吸 道 症 状 儿 童 的 呼 吸 道 分 泌 物 中 曾 检 出 轮 状 病 毒 的 存 在, 在 动 物 中 已 证 明 气 溶 胶 可 传 播 病 毒 温 带 地 区 晚 秋 和 冬 季 是 疾 病 发 生 的 主 要 季 节 病 毒 侵 入 人 体 后 在 小 肠 粘 膜 绒 毛 细 胞 内 增 殖, 病 毒 基 因 产 物 VP4 为 主 要 致 287

288 病 因 子, 造 成 细 胞 溶 解 死 亡, 微 绒 毛 萎 缩 变 短 脱 落 ; 腺 窝 细 胞 增 生 分 泌 增 多, 导 致 严 重 腹 泻, 水 和 电 解 质 的 丧 失 潜 伏 期 为 24~48 小 时, 突 然 发 病, 发 热 水 样 腹 泻 呕 吐 和 脱 水, 一 般 为 自 限 性, 可 完 全 恢 复 但 当 婴 儿 营 养 不 良 或 已 有 脱 水, 若 不 及 时 治 疗, 是 导 致 婴 儿 死 亡 的 主 要 原 因 B 组 病 毒 可 在 年 长 儿 童 和 成 人 中 产 生 暴 发 流 行, 但 至 今 仅 在 我 国 有 过 报 道 1982~1983 年, 该 组 病 毒 在 我 国 东 北, 西 北 矿 区 青 壮 年 工 人 中 引 发 了 大 规 模 霍 乱 样 腹 泻 流 行, 患 者 达 数 十 万 人 C 组 病 毒 对 人 的 致 病 性 类 似 A 组, 但 发 病 率 很 低 感 染 后 机 体 可 产 生 型 特 异 性 抗 体 IgM 和 IgG, 对 同 型 病 毒 有 保 护 作 用, 特 别 是 肠 道 siga 对 异 型 只 有 部 分 保 护 作 用, 细 胞 免 疫 亦 有 交 叉 保 护 作 用 三 微 生 物 学 检 查 法 检 测 病 毒 或 病 毒 抗 原 由 于 在 腹 泻 高 峰 时, 患 者 粪 便 中 存 在 大 量 病 毒 颗 粒, 运 用 电 镜 ELISA 或 乳 胶 凝 集 试 验 很 容 易 检 出 病 毒 或 其 抗 原 轮 状 病 毒 有 特 殊 形 态 结 构, 应 用 直 接 电 镜 检 查, 其 诊 断 率 达 90%~95% 直 接 或 间 接 ELISA 法 检 测 轮 状 病 毒, 既 可 定 量 亦 能 进 行 G P 分 型 分 子 生 物 学 检 测 技 术 使 用 聚 丙 烯 酰 胺 凝 胶 电 泳 法, 根 据 A B C 三 组 轮 状 病 毒 11 个 基 因 片 段 特 殊 分 布 图 形 进 行 分 析 判 断, 在 临 床 诊 断 和 流 行 病 学 调 查 中 有 重 要 意 义, 使 用 RT-PCR 法 不 仅 检 测 灵 敏 度 高, 利 用 引 物 设 计 技 术 还 可 进 行 G P 分 型 细 胞 培 养 轮 状 病 毒 可 在 原 代 猴 肾 细 胞 传 代 MA104 猴 肾 上 皮 细 胞 等 中 增 殖, 胰 酶 预 处 理 病 毒 可 加 强 其 对 细 胞 的 感 染 性, 但 因 病 毒 培 养 程 序 较 复 杂, 非 临 床 诊 断 常 用 方 法 四 防 治 原 则 主 要 是 控 制 传 染 源, 切 断 传 播 途 径, 严 密 消 毒 可 能 污 染 的 物 品 另 外, 洗 手 288

289 也 很 重 要 治 疗 主 要 是 及 时 输 液, 纠 正 电 解 质 平 衡 等 支 持 疗 法, 以 减 少 婴 儿 的 死 亡 率 特 异 性 减 毒 活 疫 苗 正 在 研 究 中 大 多 疫 苗 来 自 猴 和 牛 轮 状 病 毒, 因 它 们 与 人 轮 状 病 毒 有 共 同 抗 原, 但 对 人 不 致 病, 故 可 提 供 交 叉 保 护, 以 减 轻 病 情 利 用 基 因 重 组 含 有 人 轮 状 病 毒 主 要 流 行 血 清 型 的 基 因 片 段 的 疫 苗 正 在 进 行 人 群 试 验, 效 果 与 自 然 感 染 获 得 的 保 护 相 似, 可 望 获 得 批 准 应 用 第 二 节 肠 道 腺 病 毒 肠 道 腺 病 毒 (enteric adenovirus,ead) 三 型 已 证 实 是 引 起 婴 儿 病 毒 性 腹 泻 的 第 2 位 病 原 体 根 据 DNA 同 源 性 和 血 凝 格 局, 它 们 归 属 于 人 类 腺 病 毒 F 组, 其 形 态 结 构 基 因 组 成 复 制 特 点 致 病 和 免 疫 与 其 它 腺 病 毒 基 本 一 致, 但 不 易 在 通 常 用 于 分 离 腺 病 毒 的 细 胞 中 增 殖, 后 用 腺 病 毒 5 型 DNA 转 染 的 人 胚 肾 细 胞, 能 持 续 表 达 E1A 和 E1B 的 Graham 细 胞 才 分 离 成 功 我 国 学 者 应 用 A549 细 胞 分 离 40 型 亦 获 得 成 功 世 界 各 地 均 有 小 儿 腺 病 毒 胃 肠 炎 报 告, 主 要 经 粪 - 口 传 播, 四 季 均 可 发 病, 以 夏 季 多 见 主 要 侵 犯 5 岁 以 下 小 儿, 引 起 腹 泻, 很 少 有 发 热 或 呼 吸 道 症 状 第 三 节 杯 状 病 毒 引 起 人 类 胃 肠 炎 的 杯 状 病 毒 (calicivirus) 包 括 小 圆 形 结 构 化 病 毒 (small round structured virus,srsv) 和 典 型 杯 状 病 毒 ( classic calicivirus) SRSVs 与 其 它 在 肠 道 中 发 现 的 小 圆 形 病 毒 之 间 的 区 别 是 有 明 显 的 表 面 结 构 和 高 低 不 平 的 棱 ( ragged edge), 其 原 型 病 毒 为 1972 年 在 美 国 Norwalk 一 所 小 学 流 行 性 胃 肠 炎 暴 发 中 发 现 的 诺 瓦 克 (Norwalk) 病 毒 SRSVs 病 毒 成 员 庞 杂, 现 根 据 其 基 因 序 列, 已 将 SRSVs 分 为 两 个 基 因 组 典 型 杯 状 病 毒 于 1976 年 从 小 儿 粪 便 中 发 现, 属 人 杯 状 病 毒 (HuCVs) 其 形 态 特 点 是 其 表 面 有 杯 状 凹 陷, 棱 高 低 不 平 如 沿 三 重 对 称 轴 观 察 时 可 见 中 间 1 个, 四 周 6 个 杯 状 凹 陷 杯 状 病 毒 科 的 特 点 是 球 形,SRSVs 大 小 约 27 nm, HuCVs 31~38nm, 无 包 膜 基 因 组 为 正 单 链 RNA,7.3~7.7kb, 有 三 个 开 放 读 码 框 架 只 有 一 种 衣 壳 蛋 289

290 白 尚 不 能 细 胞 培 养, 也 无 合 适 动 物 模 型 SRSV 是 世 界 上 引 起 非 细 菌 性 胃 肠 炎 暴 发 流 行 最 重 要 的 病 原 体, 血 清 学 研 究 也 证 实 这 一 点 流 行 季 节 为 冬 季, 可 累 及 任 何 年 龄 组, 学 校 家 庭 医 院 度 假 村 等 集 体 机 构 均 可 发 生 流 行 在 美 国 成 人 无 菌 性 急 性 胃 肠 炎 的 暴 发 中 有 42% 由 该 类 病 毒 引 起, 我 国 尚 未 有 暴 发 流 行 的 报 道 病 人 隐 性 感 染 者 健 康 带 毒 者 为 传 染 源 粪 - 口 为 主 要 传 播 途 径, 其 次 为 呼 吸 道 传 染 性 强 污 染 的 水 源 和 食 物, 尤 其 是 海 产 品 是 引 起 流 行 的 重 要 原 因 SRSV 感 染 引 起 小 肠 绒 毛 轻 度 萎 缩 和 粘 膜 上 皮 细 胞 的 破 坏 潜 伏 期 约 24 小 时, 突 然 发 病, 恶 心 呕 吐 腹 痛 和 轻 度 腹 泻, 呈 自 限 性, 无 死 亡 发 生 感 染 后 可 产 生 相 应 抗 体 Norwalk 病 毒 血 清 流 行 病 学 调 研 表 明 5 岁 以 下 抗 体 阳 性 率 为 20%,18~35 岁 为 45%,45-65 岁 为 55%~60%, 亦 有 高 达 89.7 % 的 报 道 但 在 发 展 中 国 家, 到 5 岁 时 抗 体 检 出 率 几 达 100% 抗 体 保 护 作 用 不 明 确 HuCV 主 要 引 起 5 岁 以 下 小 儿 腹 泻, 但 发 病 率 很 低 据 英 国 报 告 资 料, 其 引 起 的 腹 泻 只 占 病 毒 性 胃 肠 炎 的 0.8%~0.9% 其 临 床 症 状 类 似 轻 型 轮 状 病 毒 感 染 第 四 节 星 状 病 毒 星 状 病 毒 属 包 括 人 哺 乳 动 物 和 鸟 类 星 状 病 毒 人 星 状 病 毒 于 1975 年 从 腹 泻 婴 儿 粪 便 中 分 离 得 到, 球 形,28~30nm, 无 包 膜, 电 镜 下 表 面 结 构 呈 星 形, 有 5~6 个 角 核 酸 为 单 正 链 RNA,7.0kb, 两 端 为 非 编 码 区, 中 间 有 三 个 重 叠 的 开 放 读 码 框 架 在 有 胰 酶 存 在 下 星 状 病 毒 可 在 某 些 培 养 细 胞 ( 如 大 肠 癌 细 胞 ) 中 生 长 并 产 生 CPE 该 病 毒 呈 世 界 性 分 布, 粪 - 口 传 播, 易 感 者 为 5 岁 以 下 婴 幼 儿, 其 中 5%~20% 为 隐 性 感 染 在 温 带 地 区, 冬 季 为 流 行 季 节, 但 发 病 率 只 占 病 毒 性 腹 泻 的 2.8% 病 毒 侵 犯 十 二 指 肠 粘 膜 细 胞, 并 在 其 中 大 量 增 殖, 造 成 细 胞 死 亡, 释 放 病 毒 于 肠 腔 中 在 急 性 期, 粪 中 病 毒 可 达 病 毒 体 / 克, 是 医 院 内 感 染 的 主 要 病 原 体 潜 伏 期 3~4 天, 症 状 包 括 发 热 头 痛 恶 心 腹 泻, 后 者 可 持 续 2~3 天, 甚 至 更 长 感 染 后 可 产 生 抗 体,3~4 岁 的 儿 童 抗 体 阳 性 率 为 64%,5~10 岁 可 达 87%, 抗 体 有 保 护 作 用, 免 疫 力 较 牢 固 ( 刘 晶 星 ) 290

291 第 29 章 肝 炎 病 毒 肝 炎 病 毒 是 引 起 病 毒 性 肝 炎 的 病 原 体, 目 前 公 认 的 人 类 肝 炎 病 毒 至 少 有 5 种 型 别, 包 括 甲 型 肝 炎 病 毒 乙 型 肝 炎 病 毒 丙 型 肝 炎 病 毒 丁 型 肝 炎 病 毒 及 戊 型 肝 炎 病 毒 其 中 甲 型 肝 炎 病 毒 与 戊 型 肝 炎 病 毒 由 消 化 道 传 播, 引 起 急 性 肝 炎, 不 转 为 慢 性 肝 炎 或 慢 性 携 带 者 乙 型 与 丙 型 肝 炎 病 毒 均 由 输 血 血 制 品 或 注 射 器 污 染 而 传 播, 除 引 起 急 性 肝 炎 外, 可 致 慢 性 肝 炎, 并 与 肝 硬 化 及 肝 癌 相 关 丁 型 肝 炎 病 毒 为 一 种 缺 陷 病 毒, 必 须 在 乙 型 肝 炎 病 毒 等 辅 助 下 方 能 复 制, 故 其 传 播 途 径 与 乙 型 肝 炎 病 毒 相 同 近 年 来 还 发 现 一 些 与 人 类 肝 炎 相 关 的 病 毒 如 已 型 肝 炎 病 毒 (HFV) 庚 型 肝 炎 病 毒 (HGV) 和 TT 型 肝 炎 病 毒 (TTV) 等 流 行 病 学 研 究 发 现,HFV 是 一 类 经 消 化 道 传 播 的 病 原 体, 由 于 病 毒 分 离 与 基 因 克 隆 均 未 成 功, 本 章 将 不 作 介 绍 HGV 与 TTV 的 基 因 组 序 列 均 已 明 确, 但 其 作 为 人 类 肝 炎 病 原 体 的 致 病 性 仍 有 较 大 争 议 此 外, 还 有 一 些 病 毒 如 巨 细 胞 病 毒 EB 病 毒 黄 热 病 病 毒 等 也 可 引 起 肝 炎, 但 不 列 入 肝 炎 病 毒 范 畴 第 一 节 甲 型 肝 炎 病 毒 一 生 物 学 性 状 形 态 与 结 构 甲 型 肝 炎 病 毒 (hepatitis A virus, HAV) 是 Feinstone 于 1973 年 采 用 免 疫 电 镜 技 术 首 先 在 急 性 期 肝 炎 患 者 的 粪 便 中 发 现 的 现 知 HAV 属 小 RNA 病 毒 科, 肠 道 病 毒 72 型 形 态 大 小 与 肠 道 病 毒 相 似, 直 径 约 为 27nm, 呈 球 形, 二 十 面 体 立 体 对 称, 无 包 膜 ( 图 29-1) 比 肠 道 病 毒 更 耐 热,60 1h 不 被 灭 活, 对 乙 醚 酸 处 理 (ph 3) 均 有 抵 抗 力 HAV 的 核 酸 为 单 一 的 正 链 RNA, 长 约 7500 个 核 苷 酸, 基 因 结 构 由 5' 末 端 非 编 码 区 编 码 区 和 3' 末 端 非 编 码 区 组 成 5' 末 端 区 虽 不 编 码 蛋 白 质, 但 因 其 序 列 较 保 守, 可 用 于 制 作 探 针, 进 行 核 酸 杂 交 快 速 诊 断 HAV 感 染 编 码 区 所 编 码 的 结 构 蛋 白 是 一 个 大 分 子 蛋 白 质, 经 断 裂 后, 成 为 不 同 的 多 肽 (VP1 VP2 VP3 及 VP4) 这 些 多 肽 构 成 壳 粒, 组 成 衣 壳 蛋 白 包 围 并 保 护 核 酸 编 码 区 还 编 码 病 毒 复 制 所 需 的 RNA 多 聚 酶 蛋 白 酶 等 病 毒 的 衣 壳 蛋 白 有 抗 原 性 (HAV Ag), 可 诱 生 抗 体 迄 今, 在 世 界 各 地 分 离 的 HAV 均 只 有 一 个 血 清 型 图 29-1 感 染 模 型 与 细 胞 培 养 黑 猩 猩 和 狨 猴 对 HAV 易 感, 经 口 或 静 脉 注 射 可 使 动 物 发 生 291

292 肝 炎, 并 能 在 肝 细 胞 浆 中 检 出 HAV 在 潜 伏 期 和 急 性 期 的 早 期,HAV 可 随 粪 便 排 出 恢 复 期 血 清 中 能 检 出 HAV 的 相 应 抗 体 用 我 国 猕 猴 属 中 的 红 面 猴 (Macaca thebatana) 实 验 感 染 HAV, 发 现 红 面 猴 亦 对 HAV 易 感, 并 从 其 粪 便 中 分 离 到 HAV 动 物 模 型 的 主 要 用 途 在 于 研 究 发 病 免 疫 机 制 及 对 减 毒 活 疫 苗 的 毒 力 和 免 疫 效 果 考 核 1972 年,Provost 等 首 次 成 功 地 将 已 在 狨 猴 中 传 代 的 毒 株 培 养 在 原 代 肝 细 胞 或 恒 河 猴 胚 肾 传 代 细 胞 株 以 后,HAV 不 经 动 物 传 代 的 适 应 过 程 也 可 直 接 在 人 胚 肺 二 倍 体 细 胞 株 中 增 殖, 表 明 不 少 细 胞 株 均 对 HAV 易 感 然 而 本 病 毒 增 殖 非 常 缓 慢, 自 细 胞 释 放 亦 十 分 缓 慢, 不 引 起 细 胞 裂 解 因 此, 自 标 本 中 分 离 HAV 常 需 数 周 甚 至 数 月, 并 很 难 获 得 大 量 病 毒 应 用 免 疫 荧 光 染 色 法, 可 检 出 细 胞 培 养 中 的 HAV; 亦 可 将 培 养 细 胞 裂 解 后, 用 放 射 免 疫 法 检 测 HAV 经 反 复 传 代 及 选 择, 目 前 已 有 个 别 毒 株 在 3~5d 内 即 可 较 大 量 的 增 殖, 其 基 因 组 与 野 生 型 毒 株 基 因 组 间 有 40 余 处 的 核 苷 酸 变 异, 但 变 异 的 毒 株 仍 不 能 裂 解 细 胞 二 致 病 性 与 免 疫 性 传 染 源 与 传 播 途 径 HAV 主 要 通 过 粪 - 口 途 径 传 播, 传 染 源 多 为 患 者 甲 型 肝 炎 的 潜 伏 期 为 15~50d, 病 毒 常 在 患 者 转 氨 酶 升 高 前 5~6d 就 存 在 于 患 者 的 血 液 和 粪 便 中 HAV 随 患 者 粪 便 排 出 体 外, 通 过 污 染 水 源 食 物 海 产 品 ( 毛 蚶 等 ) 食 具 等 传 播 而 造 成 散 发 性 流 行 或 大 流 行 发 病 后 2 周 开 始, 随 着 肠 道 中 抗 -HAV IgA 及 血 清 中 抗 -HAV IgM/IgG 的 产 生, 粪 便 中 不 再 排 出 病 毒 由 于 HAV 比 肠 道 病 毒 更 耐 热 耐 氯 化 物 的 消 毒 作 用, 故 可 在 污 染 的 废 水 海 水 及 食 品 中 存 活 数 月 或 更 久 1988 年 上 海 曾 发 生 因 生 食 HAV 污 染 的 毛 蚶 而 暴 发 甲 型 肝 炎 流 行, 患 者 多 达 30 余 万, 危 害 十 分 严 重 致 病 机 制 与 免 疫 HAV 经 口 侵 入 人 体, 在 口 咽 部 或 唾 液 腺 中 早 期 增 殖, 然 后 在 肠 粘 膜 与 局 部 淋 巴 结 中 大 量 增 殖, 并 侵 入 血 流 形 成 病 毒 血 症, 最 终 侵 犯 靶 器 官 肝 脏 由 于 病 毒 在 细 胞 培 养 中 增 殖 缓 慢 并 不 直 接 造 成 明 显 的 细 胞 损 害, 故 其 致 病 机 制 除 病 毒 的 直 接 作 用 外, 机 体 的 免 疫 应 答 在 引 起 肝 组 织 损 害 中 起 一 定 作 用 在 甲 型 肝 炎 的 显 性 感 染 或 隐 性 感 染 中, 机 体 都 可 产 生 抗 -HAV 的 IgM 和 IgG 抗 体 前 者 在 急 性 期 和 恢 复 早 期 出 现 ; 后 者 在 恢 复 后 期 出 现, 并 可 维 持 多 年, 对 病 毒 的 再 感 染 有 免 疫 力 ( 图 29-2) 甲 型 肝 炎 的 预 后 较 好 图

293 三 微 生 物 学 检 查 法 甲 型 肝 炎 患 者 一 般 不 进 行 病 原 学 分 离 检 查, 微 生 物 学 检 查 以 测 定 病 毒 抗 原 或 抗 体 为 主 感 染 早 期 可 检 测 病 人 血 清 中 抗 -HAV IgM(RIA 或 ELISA 法 ), 它 出 现 早, 消 失 快, 是 HAV 新 近 感 染 的 重 要 指 标 对 了 解 既 往 感 染 史 或 进 行 流 行 病 学 调 查 检 测 群 体 中 抗 -HAV 阳 性 率, 分 析 人 群 的 免 疫 力, 则 需 检 测 抗 -HAV IgG 对 于 接 种 甲 肝 疫 苗 者, 在 注 射 前 后 及 随 访 过 程 中 需 检 测 中 和 型 抗 -HAV 测 定 方 法 是 用 一 株 可 在 猴 胚 肾 细 胞 引 起 病 变 的 HAV(HM175/18f) 进 行 接 种, 用 抗 体 抑 制 病 变 的 出 现 来 测 定 中 和 抗 体 效 价 也 可 检 测 HAV 抗 原, 或 用 核 酸 杂 交 法 PCR 法 检 测 HAV RNA, 但 不 常 用 防 治 原 则 HAV 主 要 通 过 粪 便 污 染 饮 食 和 水 源 经 口 传 染 加 强 卫 生 宣 教 工 作 和 饮 食 业 卫 生 管 理, 管 好 粪 便, 保 护 水 源, 是 预 防 甲 肝 的 主 要 环 节 病 人 排 泄 物 食 具 物 品 和 床 单 衣 物 等, 要 认 真 消 毒 处 理 丙 种 球 蛋 白 注 射 对 甲 肝 有 被 动 免 疫 预 防 作 用 在 潜 伏 期, 肌 肉 注 射 丙 种 球 蛋 白 (0.02~0.12ml/kg 体 重 ), 能 预 防 或 减 轻 临 床 症 状 现 我 国 使 用 的 减 毒 甲 肝 活 疫 苗 (H2 株 ), 是 由 患 者 粪 便 中 分 离 经 人 胚 肺 二 倍 体 细 胞 株 连 续 传 代 减 毒 而 制 成 在 2 万 余 名 儿 童 中 试 用, 效 果 很 好 国 外 已 发 展 了 灭 活 疫 苗, 系 将 HM175 毒 株 在 人 胚 肺 二 倍 体 细 胞 (MRC5 或 KMB17) 中 传 代, 通 过 反 复 冻 融 以 释 放 细 胞 内 的 病 毒, 纯 化 后 用 250μg/ml 甲 醛 在 37 灭 活 15d 制 成 在 数 个 国 家 试 用 有 效, 但 价 格 昂 贵 目 前 已 在 研 制 基 因 工 程 疫 苗, 初 步 结 果 显 示 单 独 用 VP1 等, 动 物 免 疫 效 果 差, 只 有 当 表 达 的 病 毒 衣 壳 形 成 颗 粒 状, 才 有 良 好 的 免 疫 原 性 第 二 节 乙 型 肝 炎 病 毒 乙 型 肝 炎 病 毒 (hepatitis B virus, HBV) 是 通 过 先 发 现 其 表 面 抗 原 (HBsAg; 过 去 称 为 HAA, hepatitis associated antigen) 而 逐 步 被 认 识 的 1963 年 Blumberg 在 研 究 人 类 血 清 蛋 白 的 多 态 性 时, 发 现 澳 大 利 亚 土 著 人 血 清 中 有 一 种 异 常 抗 原. 通 过 纯 化 抗 原, 制 备 抗 体, 并 与 临 床 研 究 联 系, 最 后 确 认 是 HBV 的 表 面 抗 原 HBV 在 世 界 范 围 内 传 播, 估 计 全 世 界 有 乙 型 肝 炎 患 者 及 无 症 状 HBV 携 带 者 达 2 亿 人 之 多, 其 中 有 1 亿 在 我 国 一 生 物 学 性 状 形 态 与 结 构 1. 大 球 形 颗 粒 是 有 感 染 性 的 HBV 完 整 颗 粒, 呈 球 形, 直 径 为 42nm, 具 有 双 层 衣 壳 ( 图 29-3) 因 Dane(1970 年 ) 首 先 在 乙 肝 感 染 的 血 清 中 发 现, 故 又 称 为 Dane 颗 粒 293

294 其 外 衣 壳 相 当 于 一 般 病 毒 的 包 膜, 由 脂 质 双 层 与 蛋 白 质 组 成,HBV 的 表 面 抗 原 (HBsAg 及 少 量 Pre S1, Pre S2) 即 镶 嵌 于 此 脂 质 双 层 中 用 去 垢 剂 去 除 病 毒 的 外 衣 壳, 可 暴 露 一 电 子 密 度 较 大 的 核 心 结 构, 其 表 面 为 病 毒 的 内 衣 壳, 是 HBV 核 心 抗 原 (HBcAg) 在 酶 或 去 垢 剂 作 用 后, 可 暴 露 出 e 抗 原 (HBeAg) HBeAg 可 自 肝 细 胞 分 泌 而 存 在 于 血 清 中, 而 HBcAg 则 仅 存 在 于 感 染 的 肝 细 胞 核 内, 一 般 不 存 在 于 血 循 环 中 HBV 大 球 形 颗 粒 的 内 部 含 有 病 毒 的 DNA 和 DNA 多 聚 酶 2. 小 球 形 颗 粒 直 径 为 22nm, 成 分 为 HBsAg, 一 般 很 少 含 Pre S1 或 Pre S2 抗 原 这 种 不 含 病 毒 核 酸 DNA 及 DNA 多 聚 酶 的 小 球 形 颗 粒, 大 量 存 在 于 血 流 中, 它 是 由 HBV 感 染 肝 细 胞 时 产 生 的 过 剩 的 病 毒 衣 壳 装 配 而 成 的 3. 管 形 颗 粒 成 分 与 小 球 形 颗 粒 相 同, 长 100~500nm, 直 径 22nm, 亦 存 在 于 血 流 中 这 种 颗 粒 是 由 小 球 形 颗 粒 串 联 而 成, 内 无 核 酸, 具 有 与 HBsAg 相 同 的 抗 原 性 图 29-3 基 因 结 构 与 复 制 方 式 HBV DNA 的 结 构 特 殊, 为 双 链 环 状 DNA, 但 其 中 有 一 段 仅 为 单 链 单 链 区 ( 裂 隙 区 ) 的 长 短 在 各 病 毒 体 可 不 等, 约 为 全 基 因 长 度 的 一 半 由 于 病 毒 的 基 因 结 构 与 众 不 同,1986 年 国 际 病 毒 分 类 委 员 会 将 其 命 名 为 嗜 肝 DNA 病 毒 科 (Hepadnaviridae) 病 毒 DNA 的 长 链 为 负 链, 较 短 的 一 链 为 正 链, 两 链 DNA 的 5' 末 端 有 长 达 250~300 个 互 补 的 碱 基, 通 过 碱 基 配 对 ( 正 链 恰 好 与 负 链 的 核 苷 酸 序 列 互 补 ) 构 成 环 状 DNA 结 构 在 负 链 DNA 的 5' 末 端 有 一 低 分 子 量 的 蛋 白 质, 在 正 链 的 5' 末 端 则 有 一 段 短 RNA, 它 们 是 引 导 DNA 合 成 的 引 物 病 毒 体 的 DNA 多 聚 酶 既 具 有 以 RNA 为 模 板 合 成 DNA 的 逆 转 录 酶 功 能, 又 有 催 化 合 成 DNA 的 多 聚 酶 功 能, 故 成 为 目 前 研 究 抑 制 病 毒 复 制 药 物 的 靶 HBV 基 因 组 较 小, 仅 含 约 3200 个 核 苷 酸 ( 图 29-4) 负 链 DNA 含 有 4 个 开 放 读 框 (ORF), 分 别 称 为 S C P 和 X 区 S 区 中 有 S 基 因 前 S1 和 前 S2 基 因, 分 别 编 码 HBV 的 外 衣 壳 蛋 白 (HBsAg,Pre S1 与 Pre S2 抗 原 ) C 区 中 有 C 基 因 及 前 C 基 因, 分 别 编 码 HBcAg 及 HBeAg P 区 最 长, 编 码 DNA 多 聚 酶 等 X 区 编 码 的 蛋 白 称 为 HBxAg, 可 反 式 激 活 细 胞 内 的 某 些 癌 基 因 及 病 毒 基 因, 与 肝 癌 的 发 生 与 发 展 有 关 正 负 链 的 粘 性 末 端 两 侧 分 别 有 11 个 核 苷 酸 组 成 的 重 复 序 列 (direct repeat, DR), 称 为 DR1 和 DR2 DR1 起 始 于 nt 1824, 其 序 列 为 5'-TTCACCTCTGC; 隔 开 223 个 核 苷 酸 后 为 DR2, 起 294

295 始 于 nt 1590, 5'-TTCACCTCTGC DR 区 是 病 毒 DNA 成 环 复 制 的 关 键 序 列 图 29-4 HBV 的 复 制 方 式 ( 图 29-5) 如 下 : 1. HBV 吸 附 并 进 入 肝 细 胞 后, 脱 去 衣 壳, 病 毒 的 DNA 进 入 肝 细 胞 核 内 2. 在 DNA 多 聚 酶 的 催 化 下, 以 负 链 DNA 为 模 板, 延 长 修 补 正 链 DNA 裂 隙 区, 使 形 成 完 整 的 环 状 双 链 DNA 3. 双 链 DNA 继 而 形 成 超 螺 旋 环 状 DNA, 在 细 胞 RNA 多 聚 酶 的 作 用 下, 以 负 链 DNA 为 模 板, 转 录 形 成 长 度 分 别 为 2.1kb 和 3.5kb 的 RNA 前 者 作 为 mrna 转 译 出 外 衣 壳 蛋 白 ; 后 者 除 转 译 出 内 衣 壳 蛋 白 外, 还 作 为 HBV DNA 复 制 的 模 板, 故 亦 称 其 为 前 基 因 组 4. 病 毒 的 前 基 因 组 蛋 白 引 物 及 DNA 多 聚 酶 共 同 进 入 组 装 好 的 病 毒 内 衣 壳 中 5. 在 病 毒 DNA 多 聚 酶 的 逆 转 录 酶 活 性 作 用 下, 自 DR 区 开 始, 以 前 基 因 组 RNA 为 模 板, 逆 转 录 出 全 长 的 HBV DNA 负 链 在 负 链 DNA 合 成 过 程 中, 前 基 因 组 被 RNA 酶 降 解 而 消 失 6. 病 毒 以 新 合 成 的 负 链 DNA 为 模 板, 也 自 DR 区 开 始 复 制 互 补 的 正 链 DNA 7. 复 制 中 的 正 链 DNA( 长 短 不 等 ) 与 完 整 的 负 链 DNA 结 合 并 包 装 于 内 衣 壳 中, 再 包 上 外 衣 壳 成 为 病 毒 体, 从 细 胞 质 释 放 至 细 胞 外 图 29-5 由 于 HBV 复 制 有 逆 转 录 过 程, 故 病 毒 的 DNA 可 整 合 于 靶 细 胞 的 染 色 体 中, 已 知 整 合 区 约 有 50% 以 上 为 负 链 的 5'- 末 端 区 此 外,S 基 因 可 以 2.1kb RNA 为 mrna 转 译 成 HBsAg, 故 在 部 分 HBV 感 染 者 中 虽 无 病 毒 复 制, 但 可 长 期 产 生 HBsAg 抗 原 组 成 1. 表 面 抗 原 (HBsAg) 是 由 糖 基 化 的 gp27 和 非 糖 基 化 的 gp24 亚 单 位, 通 过 二 硫 键 连 接 形 成 的 二 聚 体 蛋 白, 代 表 HBsAg 的 结 构 单 位 因 HBsAg 大 量 存 在 于 感 染 者 血 中, 是 HBV 感 染 的 主 要 标 志 HBsAg 具 有 抗 原 性, 可 引 起 机 体 产 生 特 异 保 护 性 的 抗 -HBs, 也 是 制 备 疫 苗 的 最 主 要 成 分 已 知 HBsAg 有 不 同 的 亚 型, 各 亚 型 均 有 共 同 抗 原 表 位 ( 称 为 a 抗 原 ), 此 外 还 有 二 组 互 相 排 斥 的 亚 型 抗 原 表 位 (d/y 和 w/r) 按 不 同 的 组 合 形 式, 构 成 HBsAg 四 个 基 本 亚 型, 即 adr adw ayr ayw HBsAg 亚 型 的 分 布 有 明 显 的 地 区 差 异, 我 国 汉 族 以 adr 多 见, 少 数 民 族 多 为 ayw 因 有 共 同 的 a 抗 原, 故 制 备 疫 苗 时 各 亚 型 间 有 交 叉 保 护 作 用 Pre S1 及 Pre S2 抗 原 具 有 吸 附 于 肝 细 胞 受 体 的 表 位, 其 抗 原 性 比 HBsAg 更 强, 抗 -Pre S2 及 Pre S1 能 通 过 阻 断 HBV 与 肝 细 胞 结 合 而 起 抗 病 毒 作 用 2. 核 心 抗 原 (HBcAg) 存 在 于 Dane 颗 粒 核 心 结 构 的 表 面, 为 内 衣 壳 成 分, 其 外 被 HBsAg 所 覆 盖, 故 不 易 在 血 循 环 中 检 出 HBcAg 的 抗 原 性 强, 能 剌 激 机 体 产 生 抗 -HBc 抗 -HBc IgG 在 血 中 持 续 时 间 较 长, 为 非 保 护 性 抗 体 ; 抗 -HBc IgM 的 存 在 常 提 示 HBV 处 295

296 于 复 制 状 态 HBcAg 可 在 感 染 的 肝 细 胞 表 面 存 在, 能 被 杀 伤 性 T 细 胞 识 别, 在 清 除 HBV 感 染 细 胞 中 有 重 要 作 用 3. e 抗 原 (HBeAg) 是 由 Pre C 及 C 基 因 编 码, 整 体 转 录 及 转 译 后 成 为 e 抗 原 ( 如 仅 由 C 基 因 转 录 转 译 则 为 HBcAg) HBeAg 为 可 溶 性 蛋 白 质, 游 离 存 在 于 血 中, 其 消 长 与 病 毒 体 及 DNA 多 聚 酶 的 消 长 基 本 一 致, 故 可 作 为 HBV 复 制 及 具 有 强 感 染 性 的 一 个 指 标 HBeAg 可 刺 激 机 体 产 生 抗 -HBe, 抗 -HBe 能 与 受 染 肝 细 胞 表 面 的 HBeAg 结 合, 通 过 补 体 介 导 破 坏 受 染 的 肝 细 胞, 故 对 HBV 感 染 有 一 定 的 保 护 作 用 抗 -HBe 的 出 现 是 预 后 良 好 的 征 象 近 年 发 现 存 在 HBV 的 Pre C 区 突 变 株, 在 Pre C 区 出 现 终 止 密 码 子, 使 Pre C 基 因 不 能 与 C 基 因 共 同 转 译 出 HBeAg, 故 受 染 细 胞 常 不 能 被 抗 -HBe 及 相 应 的 细 胞 免 疫 所 识 别 而 清 除, 从 而 使 变 异 株 在 抗 -HBe 阳 性 的 情 况 下 仍 大 量 增 殖 因 此, 对 抗 -HBe 阳 性 的 患 者 也 应 注 意 检 测 其 血 中 的 病 毒 DNA, 以 全 面 了 解 病 情 判 断 预 后 动 物 模 型 与 细 胞 培 养 黑 猩 猩 是 对 HBV 最 敏 感 的 动 物, 故 常 用 来 进 行 HBV 的 致 病 机 制 研 究 和 疫 苗 效 价 及 安 全 性 评 价 1980 年 以 来, 在 鸭 土 拨 鼠 及 地 松 鼠 中 分 别 发 现 了 与 HBV 基 因 结 构 相 似 的 鸭 乙 型 肝 炎 病 毒 等, 已 被 共 同 列 入 嗜 肝 DNA 病 毒 科 鸭 乙 肝 病 毒 感 染 的 动 物 模 型, 在 我 国 已 被 用 于 过 筛 抗 病 毒 药 物 及 研 究 消 除 免 疫 耐 受 机 制 HBV 尚 不 能 在 细 胞 培 养 中 分 离 及 培 养, 目 前 采 用 的 细 胞 培 养 系 统 是 病 毒 DNA 转 染 系 统 将 病 毒 DNA 导 入 肝 癌 等 细 胞 后, 病 毒 可 整 合 并 复 制, 在 细 胞 中 表 达 HBsAg HBcAg 并 分 泌 HBeAg, 有 些 细 胞 株 还 可 持 续 地 产 生 Dane 颗 粒 这 些 细 胞 培 养 系 统 主 要 用 于 过 筛 抗 HBV 药 物 用 S 基 因 转 染 一 些 细 胞 系, 如 中 国 地 鼠 卵 巢 细 胞 (CHO 细 胞 ), 可 以 分 泌 HBsAg 而 不 含 病 毒 其 他 蛋 白, 已 用 于 制 备 疫 苗 抵 抗 力 HBV 对 外 界 环 境 的 抵 抗 力 较 强, 对 低 温 干 燥 紫 外 线 均 有 耐 受 性 不 被 70% 乙 醇 灭 活, 因 此 这 一 常 用 的 消 毒 方 法 并 不 能 用 于 HBV 的 消 毒 高 压 灭 菌 法 100 加 热 10min 和 环 氧 乙 烷 等 均 可 灭 活 HBV,0.5% 过 氧 乙 酸 5% 次 氯 酸 钠 亦 可 用 于 消 毒 但 应 指 出, 在 对 外 界 抵 抗 力 方 面,HBV 的 传 染 性 和 HBsAg 的 抗 原 性 并 不 一 致, 上 述 消 毒 手 段 仅 能 使 HBV 失 去 传 染 性, 但 仍 可 保 留 HBsAg 的 抗 原 性 二 致 病 性 与 免 疫 性 传 染 源 主 要 传 染 源 是 患 者 或 无 症 状 HBsAg 携 带 者 乙 型 肝 炎 的 潜 伏 期 较 长 (30~ 160d), 不 论 在 潜 伏 期 急 性 期 或 慢 性 活 动 初 期, 病 人 血 清 都 有 传 染 性 HBsAg 携 带 者 因 无 症 状, 不 易 被 察 觉, 其 作 为 传 染 源 的 危 害 性 比 患 者 更 甚 296

297 传 播 途 径 HBV 的 传 播 途 径 主 要 有 两 条 : 1. 血 液 血 制 品 等 传 播 HBV 在 血 流 中 大 量 存 在, 而 人 又 对 之 极 易 感, 故 只 需 极 少 量 污 染 血 进 入 人 体 即 可 导 致 感 染 输 血 注 射 外 科 或 牙 科 手 术 针 刺 共 用 剃 刀 或 牙 刷 皮 肤 粘 膜 的 微 小 损 伤 性 行 为 等 均 可 传 播 唾 液 中 曾 被 检 出 过 HBV DNA, 据 认 为 来 自 血 液, 通 过 牙 龈 浆 液 而 进 入 口 腔, 其 含 量 仅 为 血 清 的 百 分 之 一 至 万 分 之 一 医 院 内 污 染 的 器 械 ( 如 牙 科 妇 产 科 器 械 ) 亦 可 致 医 院 内 传 播 2. 母 婴 传 播 主 要 是 围 产 期 感 染, 即 分 娩 经 产 道 时, 通 过 婴 儿 的 微 小 伤 口 受 母 体 的 病 毒 感 染 哺 乳 也 是 传 播 HBV 的 途 径 有 些 婴 儿 在 母 体 子 宫 内 已 被 感 染, 表 现 为 出 生 时 已 呈 HBsAg 阳 性 致 病 性 与 免 疫 机 制 乙 型 肝 炎 的 临 床 表 现 呈 多 样 性, 可 由 无 症 状 带 病 毒 至 急 性 肝 炎 慢 性 肝 炎 重 症 肝 炎 等 病 毒 不 仅 存 在 于 肝 内, 也 存 在 于 脾 脏 和 血 细 胞 等 病 毒 在 体 内 的 增 殖, 除 对 肝 细 胞 有 直 接 损 害 作 用 外, 还 可 引 起 机 体 产 生 免 疫 病 理 损 害 1. 病 毒 致 机 体 免 疫 应 答 低 下 HBV 感 染 后, 诱 导 干 扰 素 产 生 能 力 下 降, 且 使 靶 细 胞 的 HLA-I 类 抗 原 表 达 低 下 因 杀 伤 性 T 细 胞 (CTL) 破 坏 受 染 细 胞 时 需 有 HLA-I 类 抗 原 的 参 与, 如 靶 细 胞 HLA-I 抗 原 表 达 低 下, 则 CTL 作 用 减 弱 此 外, 感 染 HBV 后 机 体 IL-2 产 生 减 少, 这 与 HBV 可 在 淋 巴 细 胞 中 存 在 有 关 幼 龄 感 染 HBV 后, 因 免 疫 系 统 尚 未 发 育 成 熟, 可 对 病 毒 形 成 免 疫 耐 受, 从 而 不 出 现 或 仅 出 现 低 度 的 抗 病 毒 体 液 与 细 胞 免 疫, 病 毒 可 长 期 存 在 于 体 内 2. 病 毒 发 生 变 异 HBV 的 Pre C 基 因 可 发 生 变 异, 从 而 不 能 正 确 转 译 出 HBeAg, 使 病 毒 逃 逸 机 体 对 HBeAg 的 体 液 与 细 胞 免 疫 近 年 来 还 发 现 HBV Pre C 区 及 C 区 的 变 异 株 可 引 起 重 症 肝 炎 3. 细 胞 介 导 的 免 疫 病 理 损 害 HBV 在 肝 细 胞 内 增 殖 可 使 细 胞 膜 表 面 存 在 HBsAg HBeAg 或 HBcAg, 病 毒 抗 原 致 敏 的 T 细 胞 对 胞 膜 表 面 带 有 病 毒 抗 原 的 靶 细 胞 可 起 杀 伤 效 应 以 清 除 病 毒 这 种 由 CTL 介 导 的 效 应 有 双 重 性 : 既 清 除 病 毒, 也 造 成 肝 细 胞 的 损 伤 细 胞 免 疫 应 答 的 强 弱 与 临 床 过 程 的 轻 重 及 转 归 有 密 切 关 系 : 当 病 毒 感 染 波 及 的 肝 细 胞 数 量 不 多 免 疫 应 答 处 于 正 常 范 围 时, 特 异 的 CTL 可 摧 毁 病 毒 感 染 的 细 胞, 释 放 至 细 胞 外 的 HBV 则 可 被 抗 体 中 和 而 清 除, 临 床 表 现 为 急 性 肝 炎, 并 可 较 快 恢 复 痊 愈 相 反, 若 受 染 的 肝 细 胞 为 数 众 多, 机 体 的 细 胞 免 疫 应 答 超 过 正 常 范 围, 引 起 迅 速 大 量 细 胞 坏 死 肝 功 能 衰 竭 时, 可 表 现 为 重 症 肝 炎 当 机 体 免 疫 功 能 低 下, 病 毒 在 感 染 细 胞 内 复 297

298 制, 受 到 CTL 的 部 分 杀 伤 作 用, 病 毒 仍 可 不 断 释 放, 又 无 有 效 的 抗 体 中 和 病 毒 时, 病 毒 则 持 续 存 在 并 再 感 染 其 他 肝 细 胞, 造 成 慢 性 肝 炎 慢 性 肝 炎 造 成 的 肝 病 变 又 可 促 进 成 纤 维 细 胞 增 生, 引 起 肝 硬 化 4. 免 疫 复 合 物 引 起 的 病 理 损 伤 在 部 分 乙 型 肝 炎 患 者 血 循 环 中, 常 可 检 出 HBsAg 及 抗 -HBs 的 免 疫 复 合 物 免 疫 复 合 物 可 沉 积 于 肾 小 球 基 底 膜 关 节 滑 液 囊 等, 激 活 补 体, 导 致 Ⅲ 型 超 敏 反 应, 故 患 者 可 伴 有 肾 小 球 肾 炎 关 节 炎 等 肝 外 损 害 免 疫 复 合 物 大 量 沉 积 于 肝 内, 可 使 肝 毛 细 管 栓 塞, 并 可 诱 导 产 生 肿 瘤 坏 死 因 子 (TNF) 导 致 急 性 肝 坏 死, 临 床 表 现 为 重 症 肝 炎 5. 自 身 免 疫 反 应 引 起 的 病 理 损 害 HBV 感 染 肝 细 胞 后, 细 胞 膜 上 除 有 病 毒 特 异 性 抗 原 外, 还 会 引 起 肝 细 胞 表 面 自 身 抗 原 发 生 改 变, 暴 露 出 肝 特 异 性 脂 蛋 白 抗 原 (liver specific protein, LSP) LSP 可 作 为 自 身 抗 原 诱 导 机 体 产 生 针 对 肝 细 胞 组 分 的 自 身 免 疫 反 应, 通 过 CTL 的 杀 伤 作 用 或 释 放 淋 巴 因 子 的 直 接 或 间 接 作 用, 损 害 肝 细 胞 自 身 免 疫 反 应 引 起 的 慢 性 肝 炎 患 者 血 清 中, 常 可 测 及 LSP 抗 体 或 抗 核 抗 体 抗 平 滑 肌 抗 体 等 自 身 抗 体 HBV 与 原 发 性 肝 癌 研 究 发 现, 初 生 时 即 感 染 土 拨 鼠 肝 炎 病 毒 (WHV) 的 土 拨 鼠, 经 3 年 饲 养 后 100% 发 生 肝 癌, 而 未 感 染 WHV 的 土 拨 鼠 无 一 发 生 肝 癌 人 群 流 行 病 学 研 究 显 示,HBsAg 携 带 者 较 无 HBV 感 染 者, 发 生 肝 癌 的 危 险 性 高 217 倍 肝 癌 组 织 检 测 发 现 有 HBV DNA 的 整 合, 整 合 的 HBV 基 因 片 段 有 50% 左 右 为 负 链 DNA 5' 末 端 片 段, 即 X 基 因 片 段 因 X 蛋 白 (HBxAg) 可 反 式 激 活 细 胞 内 癌 基 因, 故 HBV 可 能 是 致 癌 的 启 动 因 子, 经 一 系 列 过 程 后 导 致 肝 癌 的 发 生 三 微 生 物 学 检 查 法 乙 型 肝 炎 抗 原 抗 体 检 测 目 前 主 要 用 血 清 学 方 法 检 测 HBsAg 抗 -HBs HBeAg 抗 -HBe 及 抗 -HBc( 俗 称 两 对 半 ), 抗 -Pre S1 或 抗 -Pre S2 的 检 测 不 常 用 HBcAg 仅 存 在 于 肝 细 胞 内, 也 不 用 于 常 规 检 查 HBsAg 的 检 测 最 为 重 要, 可 发 现 无 症 状 携 带 者, 是 献 血 员 筛 选 的 必 检 指 标 近 年 来,PCR 已 用 于 乙 肝 临 床 诊 断 血 清 学 方 法 以 RIA 和 ELISA 最 为 敏 感, 而 PCR 中 以 PCR-ELISA 和 PCR 荧 光 法 最 常 用 乙 型 肝 炎 抗 原 抗 体 检 测 结 果 的 分 析 HBV 抗 原 抗 体 的 血 清 学 标 志 与 临 床 关 系 较 为 复 杂, 必 须 对 几 项 指 标 同 时 分 析, 方 能 有 助 于 临 床 判 断 ( 表 29-1, 图 29-6) 表 29-1 HBV 抗 原 抗 体 检 测 结 果 的 临 床 分 析 298

299 HBsAg HBeAg 抗 - HBs 抗 - HBe 抗 - HBc 结 果 分 析 HBV 感 染 或 无 症 状 携 带 者 急 性 或 慢 性 乙 型 肝 炎, 或 无 症 状 携 带 者 急 性 或 慢 性 乙 型 肝 炎 ( 传 染 性 强, 大 三 阳 ) 急 性 感 染 趋 向 恢 复 ( 小 三 阳 ) 既 往 感 染 恢 复 期 既 往 感 染 恢 复 期 既 往 感 染 或 窗 口 期 既 往 感 染 或 接 种 过 疫 苗 HBsAg 阳 性 见 于 急 性 肝 炎 慢 性 肝 炎 或 无 症 状 携 带 者 急 性 肝 炎 恢 复 后, 一 般 在 1~ 4 个 月 内 HBsAg 消 失, 若 持 续 6 个 月 以 上 则 认 为 已 向 慢 性 肝 炎 转 化 无 症 状 HBsAg 携 带 者 是 指 肝 功 能 正 常 者, 携 带 者 的 肝 穿 刺 病 理 组 织 切 片 常 可 发 现 已 有 病 变, 但 无 临 床 症 状 携 带 者 可 长 期 为 HBsAg 阳 性, 也 可 伴 有 HBeAg 阳 性 及 病 毒 血 症, 具 有 很 强 的 传 染 性, 少 部 分 可 发 展 为 肝 硬 化 或 肝 癌 抗 -HBs 的 出 现 常 显 示 患 者 已 恢 复 或 痊 愈, 抗 -HBs 效 价 高 者 预 后 更 好 HBeAg 阳 性 提 示 HBV 在 体 内 复 制, 如 转 为 阴 性, 表 示 病 毒 停 止 复 制 抗 -HBe 阳 性 表 示 机 体 已 获 得 一 定 的 免 疫 力, 出 现 变 异 株 者 例 外 抗 -HBc IgM 阳 性, 则 提 示 仍 有 病 毒 复 制 图 29-6 血 清 HBV DNA 检 测 应 用 核 酸 杂 交 法 检 测 血 清 中 有 无 HBV DNA 以 进 行 疾 病 诊 断, 在 较 大 医 院 中 也 被 作 为 药 物 疗 效 的 考 核 指 标 采 用 PCR 检 测 HBV DNA, 因 方 法 过 于 敏 感, 应 根 据 需 要 选 用 血 清 DNA 多 聚 酶 检 测 可 判 断 体 内 是 否 有 病 毒 正 在 进 行 复 制, 但 近 年 来 已 被 检 测 HBV DNA 所 取 代 四 防 治 原 则 299

300 加 强 对 供 血 员 的 筛 选, 以 减 低 输 血 后 乙 型 肝 炎 的 发 生 率 病 人 的 血 液 分 泌 物 和 排 泄 物, 用 过 的 食 具 药 杯 衣 物 以 及 注 射 器 和 针 头 等, 均 须 煮 沸 消 毒 15~30, 或 min 用 3% 漂 白 粉 澄 清 液 5% 过 氧 乙 酸 1200ppm 的 二 氯 异 氰 脲 酸 钠 0.2% 新 洁 而 灭 等 浸 泡 后 洗 涤 消 毒 提 倡 使 用 一 次 性 注 射 器 具 对 高 危 人 群 应 采 取 如 下 特 异 性 预 防 措 施 主 动 免 疫 注 射 乙 肝 疫 苗 是 最 有 效 的 预 防 方 法 第 一 代 疫 苗 为 乙 肝 HBsAg 血 源 疫 苗, 由 血 液 中 提 纯 HBsAg 经 甲 醛 灭 活 而 成, 新 生 儿 应 用 这 种 疫 苗 免 疫 3 次 (0 1 6 个 月 ), 可 获 得 90% 以 上 的 抗 -HBs 阳 性 率 第 二 代 为 基 因 工 程 疫 苗 : 将 编 码 HBsAg 的 基 因 在 酵 母 菌 哺 乳 动 物 细 胞 或 牛 痘 苗 病 毒 中 高 效 表 达, 经 纯 化 后 得 大 量 HBsAg 供 制 备 疫 苗 基 因 工 程 疫 苗 的 优 点 是 可 以 大 量 制 备 且 排 除 了 血 源 疫 苗 中 可 能 存 在 的 未 知 病 毒 感 染 第 三 代 为 HBsAg 多 肽 疫 苗 或 HBV DNA 核 酸 疫 苗, 目 前 还 在 研 究 中, 免 疫 原 性 尚 需 改 进 被 动 免 疫 含 高 效 价 抗 -HBs 的 人 血 清 免 疫 球 蛋 白 (HBIG) 可 用 于 被 动 免 疫 预 防 紧 急 情 况 下, 立 刻 注 射 HBIG 0.08mg/kg, 在 8d 之 内 均 有 预 防 效 果, 两 个 月 后 需 再 重 复 注 射 一 次 乙 肝 的 治 疗 至 今 尚 无 特 效 方 法, 一 般 认 为 用 广 谱 抗 病 毒 药 物 和 调 节 机 体 免 疫 功 能 的 药 物 同 时 治 疗 较 好 贺 普 丁 病 毒 唑 Ara-A 干 扰 素 及 清 热 解 毒 活 血 化 瘀 的 中 草 药 等, 对 部 分 病 例 有 一 定 疗 效 第 三 节 丙 型 肝 炎 病 毒 丙 型 肝 炎 病 毒 (hepatitis C virus, HCV) 于 1989 年 方 被 命 名,1991 年 被 归 属 于 黄 病 毒 科 (Flaviviridae), 过 去 早 被 称 为 肠 道 外 传 播 的 非 甲 非 乙 型 肝 炎 病 毒 虽 然 丙 型 肝 炎 作 为 疾 病 早 被 发 现, 但 因 本 病 毒 不 能 在 体 外 培 养, 在 血 流 中 的 含 量 又 很 少, 故 对 HCV 的 认 识 主 要 是 来 自 黑 猩 猩 实 验 及 分 子 生 物 学 研 究 所 得 的 结 果 一 生 物 学 特 性 HCV 是 一 类 具 有 包 膜 结 构 的 单 正 链 RNA 病 毒 病 毒 体 呈 球 形, 大 小 为 40~60nm 对 氯 仿 甲 醛 乙 醚 等 有 机 溶 剂 敏 感 可 感 染 黑 猩 猩 并 在 体 内 连 续 传 代, 引 起 慢 性 肝 炎 1989 年, 美 国 学 者 自 10000ml 的 HCV 阳 性 黑 猩 猩 血 浆 中 超 速 离 心 收 集 病 毒, 提 取 RNA, 逆 转 录 成 cdna, 克 隆 入 载 体, 首 次 获 得 约 70% 的 HCV 基 因, 并 利 用 表 达 的 蛋 白, 建 立 了 特 异 的 抗 体 检 测 系 统 此 后, 学 者 们 又 克 隆 了 来 自 丙 肝 患 者 血 清 的 HCV 毒 株, 并 获 得 了 全 基 因 组 序 列 300

301 HCV 基 因 组 为 一 条 单 正 链 线 状 RNA, 长 度 约 9.5kb, 由 9 个 基 因 区 组 成 : 自 5' 端 开 始, 依 次 为 5' 端 非 编 码 区 核 心 蛋 白 区 (core, C 区 ) 包 膜 蛋 白 -1 区 (E1 区 ) 包 膜 蛋 白 -2/ 非 结 构 蛋 白 -1 区 (E2/NS1 区 ) 非 结 构 蛋 白 -2 区 (NS2 区 ) 非 结 构 蛋 白 -3 区 (NS3 区 ) 非 结 构 蛋 白 -4 区 (NS4 区 ) 非 结 构 蛋 白 -5(NS5 区 ) 和 3' 端 非 编 码 区 其 中 C 区 和 E1 区 为 病 毒 结 构 蛋 白 编 码 区, 即 编 码 病 毒 的 衣 壳 及 包 膜 蛋 白 5' 端 非 编 码 区 的 核 苷 酸 序 列 保 守 性 强, 可 用 于 基 因 检 测 诊 断 E1 E2/NS1 区 基 因 容 易 发 生 变 异, 使 包 膜 蛋 白 的 抗 原 性 改 变 而 不 被 原 有 的 抗 包 膜 抗 体 识 别, 使 病 毒 得 以 持 续 存 在, 这 是 HCV 易 引 起 慢 性 丙 型 肝 炎 的 原 因 之 一 ( 图 29-7) C NS3 SN4 及 NS5 区 基 因 的 表 达 产 物, 可 用 于 检 测 患 者 血 清 中 的 抗 -HCV 图 29-7 根 据 HCV 毒 株 基 因 序 列 的 差 异, 可 将 HCV 分 为 不 同 的 基 因 型 其 中 欧 美 各 国 流 行 株 多 为 I 型 ; 亚 洲 地 区 以 Ⅱ 型 为 主,Ⅲ 型 为 辅 ;Ⅴ Ⅵ 型 主 要 在 东 南 亚 ( 泰 国 等 ) Ⅳ 型 与 Ⅲ 型 接 近, 我 国 以 Ⅱ 型 为 主 目 前 认 为 Ⅱ 型 HCV 复 制 产 生 的 病 毒 量 多, 较 难 治 疗 二 致 病 性 与 免 疫 性 多 数 丙 型 肝 炎 患 者 可 不 出 现 症 状, 发 病 时 已 呈 慢 性 过 程 慢 性 肝 炎 的 表 现 亦 轻 重 不 等, 约 20% 可 发 展 为 肝 硬 化 一 般 认 为 Ⅱ 型 HCV 的 致 病 性 较 强, 复 制 快, 血 流 中 病 毒 量 多, 故 症 状 较 重 应 用 免 疫 组 化 染 色 证 实, 病 毒 除 存 在 于 肝 细 胞 质 中, 在 肝 外 ( 如 淋 巴 细 胞 ) 亦 有 存 在 肝 穿 刺 病 理 学 检 查 可 见 肝 内 淋 巴 细 胞 浸 润 及 肝 细 胞 坏 死, 部 分 丙 肝 患 者 可 出 现 肾 小 球 肾 炎, 提 示 HCV 的 抗 原 可 形 成 免 疫 复 合 物 沉 积 于 肾 小 球 基 底 膜 HCV 是 引 起 输 血 后 慢 性 肝 炎 及 肝 硬 化 的 主 要 原 因 之 一 在 意 大 利 希 腊 日 本 等 国 肝 癌 患 者 血 中,50%~70% 抗 -HCV 阳 性, 我 国 肝 癌 患 者 血 中 约 10% 存 在 抗 -HCV 自 癌 组 织 提 取 RNA, 用 逆 转 录 -PCR(RT-PCR) 检 测, 约 10% 有 HCV RNA 丙 型 肝 炎 患 者 恢 复 后, 仅 有 低 度 免 疫 力 实 验 感 染 黑 猩 猩 恢 复 后, 再 用 同 一 毒 株 攻 击, 几 乎 无 保 护 力, 提 示 免 疫 力 不 强 机 体 感 染 HCV 后, 可 依 次 出 现 IgM 和 IgG 型 抗 体 ( 图 29-8) 特 异 性 淋 巴 细 胞 增 殖 实 验 显 示, 部 分 恢 复 期 HCV 感 染 者 可 出 现 阳 性 反 应 在 免 疫 力 低 下 人 群 中, 可 能 同 时 感 染 HBV 及 HCV, 这 种 双 重 感 染 是 否 会 导 致 疾 病 加 重, 尚 无 定 论 图

302 三 微 生 物 学 检 查 法 检 查 病 毒 RNA 因 HCV 在 血 液 中 含 量 很 少, 故 需 用 极 敏 感 的 检 测 方 法 采 用 套 式 RT-PCR 法, 即 从 病 人 血 清 中 提 取 病 毒 RNA, 经 逆 转 录 酶 作 用 合 成 cdna, 再 用 2 对 引 物 先 后 扩 增, 以 求 扩 增 出 极 微 量 的 病 毒 RNA 由 于 5' 端 非 编 码 区 序 列 最 为 保 守, 故 2 对 引 物 的 序 列 均 应 选 自 该 区 目 前 常 采 用 PCR- 荧 光 法 检 测 HCV RNA, 此 法 不 但 可 以 定 性, 亦 可 定 量 检 测 检 查 抗 体 以 核 心 区 蛋 白 与 NS3 NS4 及 NS5 区 蛋 白 为 抗 原, 用 酶 联 免 疫 法 检 测 抗 体, 可 快 速 过 筛 献 血 员 并 可 用 于 诊 断 丙 肝 患 者 抗 -HCV 阳 性 者 表 示 已 被 HCV 感 染, 不 可 献 血 为 确 诊 还 可 进 一 步 以 不 同 表 达 蛋 白 分 别 检 测 相 应 抗 体 ( 蛋 白 印 迹 法 检 测 ) 四 防 治 原 则 我 国 已 规 定, 检 测 抗 -HCV 是 过 筛 献 血 员 的 必 需 步 骤, 对 血 制 品 亦 需 进 行 检 测 以 防 污 染 疫 苗 的 研 制 有 一 定 难 度, 因 HCV 免 疫 原 性 不 强, 且 毒 株 易 变 异 第 四 节 丁 型 肝 炎 病 毒 1977 年, 意 大 利 学 者 Rizzetto 在 用 免 疫 荧 光 法 检 测 乙 型 肝 炎 患 者 的 肝 组 织 切 片 时, 发 现 肝 细 胞 内 除 HBcAg 外, 还 有 一 种 新 的 抗 原, 当 时 称 其 为 δ 抗 原 通 过 黑 猩 猩 实 验 发 现, 自 肝 提 取 的 这 种 因 子 可 引 起 实 验 动 物 感 染 以 后 证 实 这 是 一 种 缺 陷 病 毒, 必 须 在 HBV 或 其 它 嗜 肝 DNA 病 毒 辅 助 下 才 能 复 制, 现 已 正 式 命 名 为 丁 型 肝 炎 病 毒 (hepatitis D virus, HDV) 一 生 物 学 特 性 HDV 为 球 形, 直 径 35~37nm, 基 因 组 为 一 单 负 链 环 状 RNA, 长 度 为 1.7kb, 是 已 知 动 物 病 毒 中 最 小 的 基 因 组 HDV RNA 可 编 码 一 种 HDV 抗 原 (HDAg), 该 抗 原 可 刺 激 机 体 产 生 抗 体, 故 可 自 感 染 者 血 清 中 检 出 HDV RNA 或 抗 -HD 应 用 制 备 的 抗 -HD 还 可 对 肝 组 织 切 片 染 色, 以 检 测 HDAg HDV 颗 粒 由 HBsAg 构 成 其 外 壳, 内 含 HDV RNA 及 与 之 结 合 的 HDAg( 图 29-9) HBsAg 可 防 止 HDV RNA 水 解, 在 HDV 致 病 中 起 重 要 作 用, 但 它 并 非 HDV 的 基 因 产 物, 而 是 由 同 时 感 染 宿 主 细 胞 的 HBV 提 供 的 HDAg 的 分 子 量 约 68000, 有 和 27000(P24 和 P27) 两 种 多 肽 形 式, 主 要 存 在 于 肝 细 胞 内, 在 血 清 中 出 现 早, 但 仅 维 持 2 周 左 右, 故 不 易 检 测 到 HDV 传 播 途 径 与 HBV 相 似 急 性 丁 型 肝 炎 有 两 种 感 染 方 式 : 302

303 一 是 联 合 感 染 ( coinfection), 即 同 时 发 生 急 性 乙 肝 和 急 性 丁 肝 ; 另 一 是 重 迭 感 染 (superinfection), 即 慢 性 HBsAg 携 带 者 发 生 急 性 HDV 感 染 黑 猩 猩 及 土 拨 鼠 可 作 为 HDV 临 床 研 究 的 动 物 模 型 图 29-9 二 致 病 性 与 免 疫 性 流 行 病 学 调 查 表 明,HDV 感 染 呈 世 界 性 分 布, 我 国 以 四 川 等 西 南 地 区 较 多 见 全 国 各 地 报 道 的 乙 肝 患 者 中,HDV 的 感 染 率 为 0%~10% 在 HDV 感 染 早 期,HDAg 主 要 存 在 于 肝 细 胞 核 内, 随 后 出 现 HDAg 抗 原 血 症 HDAg 刺 激 机 体 产 生 特 异 性 抗 -HD, 初 为 IgM 型, 随 后 是 IgG 型 抗 体 HDV 感 染 常 可 导 致 乙 肝 病 毒 感 染 者 的 症 状 加 重 与 恶 化, 故 在 发 生 重 症 肝 炎 时, 应 注 意 有 无 HBV 伴 HDV 的 共 同 感 染 HDV 与 HBV 有 相 同 的 传 播 途 径, 预 防 乙 肝 的 措 施 同 样 适 用 于 丁 肝 由 于 HDV 是 缺 陷 病 毒, 如 能 抑 制 乙 肝 病 毒, 则 HDV 亦 不 能 复 制 三 微 生 物 学 检 查 法 HDV 感 染 后 2 周 产 生 抗 -HD IgM, 一 个 月 达 到 高 峰, 随 之 迅 速 下 降 抗 -HD IgG 产 生 较 迟, 在 恢 复 期 出 现 丁 肝 抗 体 不 能 清 除 病 毒, 如 持 续 高 效 价, 可 作 为 慢 性 丁 肝 的 指 标 一 般 可 用 免 疫 荧 光 法 RIA 或 ELISA 检 测 肝 组 织 或 血 清 中 的 HDAg, 但 患 者 标 本 应 先 经 去 垢 剂 处 理, 以 除 去 表 面 的 HBsAg, 暴 露 出 HDAg 也 可 用 血 清 斑 点 杂 交 法 或 PCR 检 测 HDV 基 因 组 进 行 诊 断 接 种 HBV 疫 苗 也 可 预 防 HDV 感 染 第 五 节 戊 型 肝 炎 病 毒 戊 型 肝 炎 病 毒 (hepatitis E virus, HEV) 曾 称 为 经 消 化 道 传 播 的 非 甲 非 乙 型 肝 炎 病 毒 1955 年 首 次 在 印 度 暴 发 流 行, 当 时 认 为 是 甲 型 肝 炎 病 毒 所 致 70 年 初 建 立 了 HAV 的 检 测 方 法, 重 新 对 当 时 肝 炎 患 者 的 血 清 进 行 检 测, 结 果 未 发 现 患 者 血 清 中 抗 -HAV IgM 或 IgG 效 价 升 高, 因 此 确 定 为 消 化 道 传 播 的 非 甲 非 乙 型 肝 炎 病 毒 所 致 1986 年, 我 国 新 疆 南 部 地 区 发 生 戊 型 肝 炎 流 行, 约 12 万 人 发 病, 死 亡 700 余 人, 是 迄 今 世 界 上 最 大 的 一 次 流 行 1989 年, Reyes 等 应 用 基 因 克 隆 技 术, 获 得 了 该 病 毒 基 因 组 cdna 克 隆, 并 正 式 命 名 为 戊 型 肝 炎 病 毒 一 生 物 学 特 性 303

304 HEV 病 毒 体 呈 球 状, 无 包 膜 ( 图 29-10), 平 均 直 径 为 32~34nm, 表 面 有 锯 齿 状 刻 缺 和 突 起, 形 似 杯 状, 故 将 其 归 类 于 杯 状 病 毒 科 (Caliciviridae) 本 病 毒 对 高 盐 氯 化 铯 氯 仿 等 敏 感 ; 在 -70~8 中 易 裂 解, 但 在 液 氮 中 保 存 稳 定 细 胞 培 养 未 获 成 功 ; 多 种 非 人 灵 长 类 动 物 可 感 染 HEV HEV 基 因 组 为 单 正 链 RNA, 全 长 约 7.5kb, 具 有 poly A 尾, 共 有 3 个 ORF, 最 长 的 第 一 个 ORF 约 5kb, 编 码 病 毒 复 制 所 需 的 依 赖 RNA 的 RNA 多 聚 酶 等 非 结 构 蛋 白 第 二 个 ORF 长 约 2kb, 含 有 编 码 病 毒 核 衣 壳 的 基 因 第 三 个 ORF 只 有 300 余 个 核 苷 酸, 与 第 一 二 ORF 有 部 分 重 叠 ( 图 29-11) 图 图 已 知 HEV 有 2 个 基 因 型, 其 代 表 株 为 缅 甸 株 (B) 和 墨 西 哥 株 (M) 中 国 株 与 缅 甸 株 属 同 一 型, 两 者 的 核 苷 酸 和 氨 基 酸 序 列 的 同 源 性 分 别 为 93% 和 98%; 墨 西 哥 株 属 另 一 型, 其 核 苷 酸 和 氨 基 酸 序 列 与 缅 甸 株 的 同 源 性 分 别 为 77% 和 89% 二 致 病 性 HEV 主 要 经 粪 - 口 途 径 传 播, 潜 伏 期 为 10~60 d, 平 均 为 40 d 经 胃 肠 道 进 入 血 液, 在 肝 内 复 制, 经 肝 细 胞 释 放 到 血 液 和 胆 汁 中, 然 后 经 粪 便 排 出 体 外 人 感 染 后 可 表 现 为 临 床 型 和 亚 临 床 型 ( 成 人 中 多 见 临 床 型 ), 病 毒 随 粪 便 排 出, 污 染 水 源 食 物 和 周 围 环 境 而 发 生 传 播 潜 伏 期 末 和 急 性 期 初 的 病 人 粪 便 排 毒 量 最 大, 传 染 性 最 强, 是 本 病 的 主 要 传 染 源 HEV 通 过 对 肝 细 胞 的 直 接 损 伤 和 免 疫 病 理 作 用, 引 起 肝 细 胞 的 炎 症 或 坏 死 临 床 上 表 现 为 急 性 戊 型 肝 炎 ( 包 括 急 性 黄 疸 型 和 无 黄 疸 型 ) 重 症 肝 炎 以 及 胆 汁 淤 滞 性 肝 炎 多 数 患 者 于 发 病 后 6 周 即 好 转 并 痊 愈, 不 发 展 为 慢 性 肝 炎 孕 妇 感 染 HEV 后 病 情 常 较 重, 尤 以 怀 孕 6~9 个 月 最 为 严 重, 常 发 生 流 产 或 死 胎, 病 死 率 达 10%~20% 三 微 生 物 学 检 查 法 对 HEV 的 感 染 最 好 作 病 原 学 诊 断, 否 则 很 难 与 甲 型 肝 炎 相 区 别 可 用 电 镜 或 免 疫 电 镜 技 术 检 测 患 者 粪 便 中 的 HEV 病 毒 颗 粒, 也 可 用 RT-PCR 法 检 测 粪 便 或 胆 汁 中 的 HEV RNA 目 前, 临 床 诊 断 常 用 的 方 法 是 检 查 血 清 中 的 抗 -HEV IgM 或 IgG, 如 抗 -HEV IgM 阳 性, 则 可 确 诊 患 者 受 HEV 感 染 ; 如 血 清 中 存 在 抗 -HEV IgG, 则 不 能 排 除 是 既 往 感 染 ; 因 为 抗 -HEV IgG 在 血 中 持 续 存 在 的 时 间 可 达 数 月 至 数 年 304

305 第 六 节 庚 型 肝 炎 病 毒 HCV 和 HEV 被 鉴 定 后, 仍 然 有 一 部 分 肝 炎 患 者 的 病 原 体 不 明, 称 为 非 甲 - 戊 型 (non-a-e) 肝 炎, 这 部 分 肝 炎 需 要 完 全 排 除 其 它 病 因 才 能 确 定, 鉴 定 相 当 困 难 1995 年, 美 国 科 学 家 采 用 代 表 性 差 异 分 析 法 (representational difference analysis,rda), 从 接 种 病 人 血 清 的 狷 猴 (tamarin) 中 获 得 了 2 个 肝 炎 相 关 全 序 列 :GBV-A 和 GBV-B, 并 最 终 在 人 群 中 扩 增 出 GBV-C 的 全 序 列 动 物 实 验 表 明,GBV-C 可 引 起 人 类 非 甲 - 戊 型 肝 炎 几 乎 与 此 同 时, 美 国 另 一 实 验 室 在 病 人 中 也 发 现 了 与 非 甲 - 戊 型 肝 炎 病 毒 相 关 的 基 因 组 全 序 列, 称 为 HGV GBV-C 和 HGV 的 核 苷 酸 和 氨 基 酸 同 源 性 分 别 为 85% 和 95%, 是 同 种 病 毒 的 不 同 分 离 株 由 于 其 命 名 未 正 式 明 确, 现 一 般 将 其 统 称 为 庚 型 肝 炎 病 毒 (hepatitis G virus, HGV) 一 生 物 学 特 性 现 认 为 HGV 属 黄 病 毒 家 族 成 员, 基 因 组 结 构 与 HCV 相 似, 长 约 9.5kb, 为 单 正 链 RNA 病 毒 整 个 基 因 组 仅 有 一 个 ORF, 编 码 一 个 长 约 2900 个 氨 基 酸 的 多 蛋 白 前 体, 该 前 体 蛋 白 经 病 毒 和 宿 主 细 胞 蛋 白 酶 水 解 后, 可 形 成 不 同 的 结 构 蛋 白 和 非 结 构 ( 功 能 ) 蛋 白 在 ORF 的 两 侧 分 别 为 5'- 非 编 码 区 (5'-NCR) 和 3'- 非 编 码 区 (3'-NCR) 基 因 组 5' 端 的 结 构 基 因 依 次 编 码 核 心 蛋 白 (C) 和 包 膜 蛋 白 (E1 E2), 基 因 序 列 中 存 在 4 个 明 显 的 真 核 信 号 序 列 切 割 位 点, 其 中 C/E1 的 天 门 冬 酰 胺 - 半 胱 氨 酸 - 半 胱 氨 酸 之 间 为 第 1 个 切 割 位 点, 其 余 3 个 分 别 位 于 E1( 第 80~ 267 位 氨 基 酸 ) E2(268~645 位 氨 基 酸 ) 和 P7( 第 644~704 位 氨 基 酸 ) 蛋 白 中 3' 端 的 非 结 构 基 因 区 编 码 病 毒 的 功 能 蛋 白, 其 中 NS3 区 编 码 病 毒 解 旋 酶 锌 蛋 白 酶 和 丝 氨 酸 蛋 白 酶,NS5b 编 码 RNA 依 赖 的 RNA 多 聚 酶 (RDRP, 图 29-12) 非 结 构 蛋 白 NS2/NS3 区 的 水 解, 由 位 于 NS2 羧 基 端 和 NS3 氨 基 端 的 蛋 白 酶 完 成 已 知 NS3/NS4 的 连 接 点 在 第 1612~1613 的 苏 氨 酸 - 天 门 冬 酸 之 间,NS4a/NS4b 和 NS5a/NS5b 的 切 割 位 点 分 别 位 于 1823/1824 和 2342/2343 之 间 HGV 基 因 组 核 苷 酸 可 发 生 替 代 突 变 及 插 入 / 缺 失 突 变, 某 些 插 入 / 缺 失 突 变 可 改 变 5' 端 ATG 的 起 始 位 置, 从 而 产 生 大 小 不 同 的 病 毒 蛋 白 根 据 其 变 异 情 况, 可 将 HGV 至 少 分 为 5 种 基 因 型, 其 中 I 型 多 在 西 非 人 群 发 现,Ⅲ 型 在 亚 洲 人 群 中 多 见 HGV 不 同 分 离 株 的 核 心 蛋 白 氨 基 酸 长 度 不 一, 有 些 分 离 株 无 核 心 蛋 白 图 二 致 病 性 HGV 主 要 经 输 血 等 非 肠 道 途 径 传 播, 也 存 在 母 - 婴 传 播 及 静 脉 注 射 吸 毒 和 医 源 性 传 播 等, 常 与 HBV 或 HCV 合 并 感 染 单 独 感 染 时 症 状 不 明 显, 肝 脏 损 害 程 度 较 轻 合 并 HGV 感 染 的 HCV 感 染 者 中, 有 些 病 人 的 HCV 感 染 消 失,ALT 恢 复 正 常, 而 HGV 感 染 持 续 存 在, 提 示 HGV 可 干 扰 HCV 复 制 或 协 同 机 体 清 除 HCV 用 HGV RNA 阳 性 者 的 血 清 接 种 黑 猩 猩, 动 物 血 清 中 HGV RNA 持 续 阳 性, 但 血 清 ALT 及 肝 组 织 病 理 学 检 查 无 明 显 异 常 然 而, 有 学 者 用 类 似 的 血 清 静 脉 感 染 猕 猴,1 周 后 陆 续 出 现 血 清 HGV RNA 阳 转 ALT 升 高 抗 HGV 阳 性 等 改 变, 且 感 染 的 原 代 猕 猴 血 清 可 传 代 感 染 另 外 的 猕 猴 因 此, 对 HGV 的 致 病 性 还 需 进 一 步 研 究 三 微 生 物 学 检 查 法 目 前,HGV 感 染 的 诊 断 以 RT-PCR 为 主, 采 用 5'-NCR NS3 区 和 E2 区 的 套 式 引 物 扩 增 待 测 标 本 中 的 HGV 基 因 片 段, 引 物 的 敏 感 性 依 次 为 5'-NCR>NS3>E2 尽 管 RT-PCR 对 实 验 室 条 件 及 操 作 人 员 有 一 定 要 求, 但 仍 是 目 前 检 测 HGV 感 染 常 用 和 有 效 的 方 法 由 于 E2 抗 体 的 出 现 与 HGV RNA 的 消 失 相 关, 可 将 E2 抗 体 作 为 HGV 感 染 恢 复 的 标 志 利 用 E2 抗 原 制 备 疫 苗, 不 仅 可 预 防 HGV 的 感 染, 而 且 可 作 为 一 种 有 效 的 治 疗 措 施 目 前 已 经 利 用 真 核 系 统 表 达 了 E2 抗 原 并 建 立 了 ELISA 方 法 检 测 E2 抗 体, 但 总 的 来 说,HGV 感 染 的 血 清 学 检 测 方 法 目 前 还 不 成 熟 不 可 靠 305

306 对 HGV, 尚 有 很 多 亟 待 阐 明 的 问 题, 如 是 否 有 核 心 蛋 白 存 在, 是 否 具 有 肝 细 胞 亲 嗜 性, 是 否 为 人 类 肝 炎 致 病 因 子 等 鉴 于 HGV RNA 在 人 群 中 有 较 高 的 阳 性 率, 对 HGV 的 传 播 致 病 变 异 及 检 测 等 研 究 还 是 应 该 给 予 足 够 重 视 的 第 七 节 TT 型 肝 炎 病 毒 TT 型 肝 炎 病 毒 是 1997 年 首 先 从 一 例 日 本 输 血 后 非 甲 - 庚 型 肝 炎 病 人 (T.T.) 血 清 中 获 得 一 类 新 的 DNA 病 毒 分 子 流 行 病 学 研 究 证 实, 该 病 毒 与 输 血 后 肝 炎 有 相 关 性, 可 能 是 一 种 新 型 的 肝 炎 相 关 病 毒, 遂 以 病 人 名 字 命 名 为 TT 型 肝 炎 病 毒 (TTV), 同 时 又 与 经 血 传 播 的 病 毒 (transfusion transmitted virus,ttv) 的 称 谓 相 巧 合 一 生 物 学 特 性 TTV 为 无 包 膜 的 单 负 链 环 状 DNA 病 毒, 病 毒 体 呈 球 形, 直 径 为 30~50nm, 浮 力 密 度 为 g/ml, 初 步 归 类 为 细 小 DNA 病 毒 科 基 因 组 长 约 3.8kb, 含 有 两 个 ORF (ORF1 和 ORF2), 分 别 编 码 770 个 和 203 个 氨 基 酸 ( 图 29-13) ORF1 的 N 端 为 富 含 精 氨 酸 的 高 亲 水 区,ORF2 编 码 非 结 构 蛋 白 根 据 TTV 第 位 核 苷 酸 之 间 的 356bp 序 列, 有 人 将 TTV 分 为 两 型 共 4 个 亚 型, 即 G1a G1b G2a 和 G2b 此 段 核 苷 酸 有 2 个 保 守 区, 可 用 作 设 计 PCR 引 物 图 二 致 病 性 TTV 主 要 通 过 血 液 或 血 制 品 传 播, 其 致 病 机 制 尚 不 明 确 TTV DNA 在 献 血 员 肝 硬 化 肝 癌 和 血 友 病 人 中 的 检 出 率 分 别 为 12%,48%,39% 和 46%; 在 非 甲 - 庚 型 慢 性 肝 病 和 非 甲 - 庚 型 重 症 肝 炎 中 的 检 出 率 分 别 为 46 % 和 47%; 在 ALT 正 常 和 异 常 的 献 血 员 中 的 阳 性 率 分 别 为 16.8% 和 34%; 在 急 性 肝 炎 急 性 重 症 肝 炎 亚 急 性 重 症 肝 炎 慢 性 肝 炎 活 动 性 肝 硬 变 慢 性 重 症 肝 炎 和 原 发 性 肝 癌 中 的 阳 性 率 分 别 为 30.8%, 12.5%, 42.9%, 33.3%, 22.2%, 25.0% 和 25.0% TTV 可 与 HCV 重 叠 感 染 除 经 血 传 播 外, 还 可 能 存 在 消 化 道 传 播 途 径, 因 为 在 有 些 病 人 的 粪 便 中 检 测 到 TTV DNA TTV 可 在 黑 猩 猩 体 内 传 代, 但 不 引 起 血 清 生 化 或 组 织 病 理 改 变 目 前, 对 TTV 是 否 为 嗜 肝 病 毒 是 否 有 致 病 性 等, 正 在 进 一 步 研 究 之 中 三 微 生 物 学 检 查 法 目 前 的 TTV 实 验 室 诊 断, 主 要 是 采 用 PCR 法 检 测 血 中 TTV DNA TTV 感 染 可 暂 时 或 持 续 的 伴 有 ALT 升 高, 且 TTV DNA 与 ALT 水 平 相 关 部 分 TTV 感 染 者 ALT 正 常, 但 肝 组 织 中 仍 可 见 灶 性 坏 死 汇 管 区 炎 症 以 及 脂 肪 性 变 等 采 用 原 位 杂 交 法 以 地 高 辛 标 记 的 TTV DNA 作 为 探 针, 对 怀 疑 为 TTV 感 染 者 的 非 甲 - 庚 型 肝 炎 患 者 肝 组 织 进 行 检 测, 阳 性 率 为 27.5% TTV DNA 主 要 定 位 在 肝 细 胞 核 内, 肝 细 胞 质 内 呈 弱 阳 性, 急 性 肝 炎 时 呈 弥 漫 性 分 布, 慢 性 肝 炎 时 汇 管 区 较 密 集, 活 动 性 肝 炎 及 慢 性 重 症 肝 炎 时 假 小 叶 内 呈 不 规 则 片 状 分 布 ( 戚 中 田 ) 第 三 十 章 黄 病 毒 黄 病 毒 属 (Flavivirus) 是 一 大 群 具 有 包 膜 的 单 正 链 RNA 病 毒 这 类 病 毒 通 常 通 过 吸 血 的 节 肢 动 物 ( 蚊 蝉 白 岭 等 ) 传 播, 故 过 去 曾 归 类 为 虫 媒 病 毒 (arbovirus) 由 于 虫 媒 病 毒 一 词 在 分 类 学 中 含 义 不 够 准 确, 所 以 现 在 已 经 不 306

307 再 使 用 在 我 国, 主 要 的 黄 病 毒 成 员 有 乙 型 脑 炎 病 毒 森 林 脑 炎 病 毒 和 登 革 病 毒 与 黄 病 毒 许 多 性 状 相 似, 亦 通 过 节 股 动 物 传 播, 但 基 因 组 结 构 及 复 制 方 式 不 同 的 甲 病 毒 属 主 要 分 布 在 美 洲 和 非 洲, 重 要 的 成 员 有 东 部 马 脑 炎 病 毒 西 部 马 脑 炎 病 毒 和 委 内 瑞 拉 马 脑 炎 病 毒 以 往 认 为, 我 国 不 存 在 甲 病 毒 感 染 近 年 研 究 发 现 新 疆 云 南 贵 州 等 地 区 人 群 亦 有 不 同 程 度 的 甲 病 毒 属 ( 辛 德 毕 斯 病 毒 基 孔 肯 雅 病 毒 东 部 马 脑 炎 病 毒 ) 感 染 黄 病 毒 与 甲 病 毒 的 共 同 特 征 可 列 于 表 30-1: 形 态 直 径 包 膜 表 30-1 黄 病 毒 与 甲 病 毒 的 共 同 特 征 Comparation items Characters 球 形 40~70nm 有 衣 壳 蛋 白 对 称 类 型 基 因 组 传 播 途 径 20 面 体 立 体 对 称 ss + RNA( 有 感 染 性 ), 在 胞 质 内 增 殖 以 节 肢 动 物 为 传 播 媒 介 黄 病 毒 和 甲 病 毒 感 染 人 的 临 床 表 现 多 样, 可 总 结 如 表 30-2: 标 30-2 黄 病 毒 和 甲 病 毒 的 常 见 临 床 症 状 与 疾 病 Symptom 脑 炎 或 脑 脊 髓 炎 特 殊 部 位 的 全 身 性 感 染 表 现 为 肝 炎 的 全 身 性 感 染 表 现 为 出 血 热 的 全 身 性 感 染 表 现 为 关 节 炎 的 全 身 性 感 染 Disease 乙 型 脑 炎 森 林 脑 炎 东 部 马 脑 炎 登 革 热 辛 德 毕 斯 热 黄 热 病 登 革 出 血 热 新 疆 出 血 热 基 孔 肯 雅 热 罗 斯 河 热 第 一 节 乙 型 脑 炎 病 毒 流 行 性 乙 型 脑 炎 (epidemic encephalitis B) 是 由 嗜 神 经 的 乙 脑 病 毒 所 致 的 中 枢 神 经 系 统 性 传 染 病, 简 称 乙 脑 经 蚊 等 吸 血 昆 虫 传 播, 流 行 于 夏 秋 季, 多 发 生 于 儿 童, 临 床 上 以 高 热 意 识 障 碍 惊 厥 呼 吸 衰 竭 及 脑 膜 刺 激 征 为 特 征 部 分 患 者 留 有 严 重 后 遗 症, 重 症 患 者 病 死 率 较 高 本 病 毒 首 先 (1935 年 ) 在 日 本 乙 脑 患 者 脑 组 织 中 分 离 获 得, 因 此 又 称 日 本 脑 炎 病 毒 (Japanese encephalitis virus, JEV), 所 致 疾 病 在 日 本 称 日 本 乙 型 脑 炎 1940 年 我 国 从 脑 炎 死 亡 病 人 的 脑 组 织 中 分 离 出 乙 脑 病 毒, 证 实 本 病 的 存 在 除 新 疆 西 藏 青 海 外, 全 国 各 地 均 有 病 307

308 例 发 生, 年 发 病 人 数 2.5 万, 病 死 率 10%, 大 约 15% 的 患 者 留 有 不 同 程 度 的 后 遗 症 一 生 物 学 性 状 ( 一 ) 形 态 与 结 构 乙 脑 病 毒 属 黄 病 毒 科 (Flaviviridae), 呈 球 形, 有 包 膜 的 圆 形 病 毒 颗 粒 的 直 径 约 为 40nm 核 心 含 单 股 正 链 RNA, 该 病 毒 的 完 整 基 因 组 序 列 已 被 测 定, 全 长 约 11kb, 自 5 至 3 端 依 次 编 码 结 构 蛋 白 C M E 以 及 非 结 构 蛋 白 NS1~NS5, 病 毒 RNA 在 细 胞 浆 内 直 接 起 mrna 作 用, 翻 译 出 结 构 蛋 白 和 非 结 构 蛋 白, 在 胞 浆 粗 面 内 质 网 装 配 成 熟, 出 芽 释 放 内 有 衣 壳 蛋 白 (C) 与 核 酸 构 成 的 核 心, 外 披 以 含 脂 质 的 包 膜 在 脂 蛋 白 包 膜 表 面 有 包 膜 糖 蛋 白 (E) 刺 突, 即 病 毒 血 凝 素, 能 凝 集 鸡 鹅 羊 等 动 物 红 细 胞 抗 原 性 稳 定, 但 近 年 有 报 告 以 具 有 中 和 作 用 的 单 克 隆 抗 体 (McAb) 检 测 15 株 国 内 的 乙 脑 病 毒 时, 可 将 其 分 为 4 个 抗 原 组 人 和 动 物 感 染 本 病 毒 后, 均 产 生 补 体 结 合 抗 体, 中 和 抗 体 和 血 凝 抑 制 抗 体 包 膜 内 还 有 内 膜 蛋 白 (M), 参 与 病 毒 的 装 配 ( 二 ) 培 养 特 征 小 鼠 和 乳 鼠 是 最 常 用 的 敏 感 动 物, 对 皮 下 感 染 途 径 的 易 感 性 随 鼠 龄 的 增 长 而 下 降 的, 而 脑 内 接 种 的 易 感 性 影 响 不 大 乳 鼠 脑 内 接 种 乙 脑 病 毒 后 3~4d 发 病, 出 现 神 经 系 统 兴 奋 性 增 高 肢 体 痉 挛 麻 痹 等 症 状,1 周 左 右 死 亡 感 染 脑 组 织 内 含 大 量 感 染 性 病 毒, 制 成 10% 悬 液 -20 保 存, 可 继 续 接 种 传 代, 是 分 离 病 毒 大 量 制 备 抗 原 的 可 靠 方 法 BHK-21 ( 幼 仓 鼠 肾 细 胞 ) 白 蚊 伊 蚊 细 胞 (C6/36) Vero 等 传 代 细 胞 以 及 金 黄 色 地 鼠 肾 细 胞 猪 肾 细 胞 鸡 胚 成 纤 维 细 胞 等 原 代 细 胞 是 常 用 的 敏 感 细 胞, 病 毒 在 细 胞 内 增 殖 引 起 细 胞 圆 缩 颗 粒 增 多 细 胞 脱 落 等 CPE 在 培 养 上 清 中 含 有 传 染 性 病 毒, 胞 浆 内 胞 膜 上 可 检 出 特 异 性 抗 原 因 细 胞 培 养 增 殖 病 毒 简 便 易 行, 已 取 代 动 物 培 养 方 法 制 备 疫 苗 诊 断 抗 原, 以 及 研 究 病 毒 复 制 机 理 筛 选 抗 病 毒 药 物 等 ( 三 ) 免 疫 原 性 乙 脑 病 毒 抗 原 性 稳 定, 在 同 一 地 区 不 同 年 代 分 离 的 毒 株 之 间 未 发 现 明 显 的 抗 原 变 异 E 糖 蛋 白 上 有 中 和 抗 原 表 位 和 血 凝 抗 原 表 位, 可 诱 发 机 体 产 生 中 和 抗 体 308

309 和 血 凝 抑 制 抗 体, 在 感 染 与 免 疫 中 具 有 重 要 作 用 用 单 克 隆 抗 体 做 交 叉 血 凝 抑 制 试 验 证 实,E 糖 蛋 白 上 有 与 黄 病 毒 属 成 员 广 泛 交 叉 的 属 特 异 性 抗 原, 也 有 仅 与 墨 里 山 谷 脑 炎 病 毒 (Murray Valley encephalitis virus) 西 尼 罗 脑 炎 病 毒 (West Nile virus) 圣 路 易 脑 炎 病 毒 (St. louis encephalitis virus) 交 叉 的 特 异 性 抗 原 不 同 特 异 性 单 克 隆 抗 体 已 用 于 研 究 乙 脑 病 毒 抗 原 结 构 与 功 能, 以 及 鉴 定 新 分 离 的 毒 株, 解 决 了 常 规 免 疫 血 清 特 异 性 低 的 问 题 乙 脑 病 毒 包 膜 糖 蛋 白 具 有 血 凝 特 性, 能 凝 集 鹅 鸽 和 新 生 雏 鸡 的 红 细 胞, 在 ph6.2~6.4 条 件 下 凝 集 效 价 高 病 毒 血 凝 素 与 红 细 胞 结 合 是 不 可 逆 的, 但 这 种 病 毒 与 红 细 胞 形 成 的 复 合 物 仍 有 感 染 性, 加 入 特 异 性 抗 体 可 抑 制 这 种 血 凝 现 象 ( 四 ) 抵 抗 力 乙 脑 病 毒 对 热 的 抵 抗 力 较 弱,56 30 分 钟 或 分 钟 即 可 灭 活, 故 应 在 -70 条 件 下 保 存 毒 株 若 将 感 染 病 毒 的 脑 组 织 加 入 50% 甘 油 缓 冲 盐 水 中 贮 存 在 4, 其 病 毒 活 力 可 维 持 数 月 乙 醚 1:1000 去 氧 胆 酸 钠 以 及 常 用 消 毒 剂 均 可 灭 活 病 毒 在 酸 性 条 件 下 不 稳 定, 最 适 酸 碱 度 为 ph8.5~9.0 该 病 毒 在 外 界 环 境 中 抵 抗 力 不 强 对 低 温 和 干 燥 的 抵 抗 力 很 强, 冷 冻 干 燥 后 在 4 冰 箱 中 可 保 存 数 年 二 致 病 性 与 免 疫 性 ( 一 ) 致 病 性 1 传 染 源 及 储 存 宿 主 主 要 传 染 源 是 家 畜 家 禽 人 被 感 染 后 仅 发 生 短 期 病 毒 血 症 且 血 中 病 毒 数 量 较 少, 故 患 者 及 隐 性 感 染 者 作 为 传 染 源 的 意 义 不 大 猪 是 乙 脑 病 毒 的 自 然 感 染 者, 在 流 行 期 间, 猪 的 感 染 率 高 达 100%, 马 为 90% 以 上, 为 本 病 重 要 动 物 传 染 源 蚊 虫 感 染 猪 后, 病 毒 在 蚊 体 内 增 殖, 可 终 身 带 毒, 甚 至 随 蚊 越 冬 或 经 卵 传 代, 因 此 既 是 传 播 媒 介 又 是 病 毒 的 储 存 宿 主 此 外 蝙 蝠 也 可 作 为 储 存 宿 主 2 传 播 途 径 乙 脑 病 毒 常 通 过 蚊 虫 叮 蛟 而 传 播 已 被 证 实 能 传 播 本 病 的 蚊 虫 很 多, 主 要 有 库 蚊 伊 蚊 按 蚊 的 某 些 种 国 内 的 主 要 传 播 媒 介 为 三 带 喙 库 蚊 此 外, 从 台 湾 蠛 蠓 库 蠓, 甚 至 蝙 蝠 体 内 已 分 离 到 乙 脑 病 毒, 故 也 可 能 成 为 本 病 的 传 播 媒 介 人 群 对 乙 脑 病 毒 普 遍 易 感, 但 感 染 后 出 现 典 型 乙 脑 症 状 的 只 占 少 数, 多 数 人 309

310 通 过 临 床 上 难 以 辨 别 的 轻 型 感 染 获 得 免 疫 力 成 人 多 因 隐 性 感 染 而 免 疫 通 常 流 行 区 以 10 岁 以 下 的 儿 童 发 病 较 多, 但 因 儿 童 计 划 免 疫 的 实 施, 近 来 报 道, 发 病 年 龄 有 增 高 趋 势 病 后 免 疫 力 强 而 持 久, 二 次 发 病 者 罕 见 3 致 病 过 程 乙 脑 呈 高 度 散 发 性, 同 一 家 庭 同 时 有 两 个 患 者 罕 见 家 畜 和 家 禽 在 流 行 季 节 被 蚊 虫 叮 咬 时, 乙 脑 病 毒 随 唾 液 侵 入 动 物 体 内 在 肠 细 胞 中 复 制 增 殖, 经 病 毒 血 症 侵 犯 唾 液 腺 和 神 经 组 织, 并 再 次 复 制, 终 身 带 毒 并 可 经 卵 传 代, 成 为 传 播 媒 介 和 贮 存 宿 主 特 别 是 当 年 生 仔 猪 最 为 重 要, 对 乙 脑 病 毒 易 感, 构 成 猪 蚊 猪 的 传 播 环 节, 故 在 人 群 流 行 前 检 查 猪 的 病 毒 血 症 和 蚊 带 毒 率, 可 预 测 当 年 人 群 的 流 行 程 度, 并 通 过 猪 的 免 疫 预 防, 可 控 制 本 病 在 猪 及 人 群 中 的 流 行 当 带 毒 雌 蚊 叮 咬 人 时, 病 毒 随 蚊 虫 唾 液 传 入 人 体 皮 下 先 在 毛 细 血 管 内 皮 细 胞 及 局 部 淋 巴 结 等 处 的 细 胞 中 增 殖, 随 后 有 少 量 病 毒 进 入 血 流 成 为 短 暂 的 第 一 次 病 毒 血 症, 此 时 病 毒 随 血 循 环 散 布 到 肝 脾 等 处 的 细 胞 中 继 续 增 殖, 一 般 不 出 现 明 显 症 状 或 只 发 生 轻 微 的 前 驱 症 状 约 经 4~7 日 潜 伏 期 后, 在 体 内 增 殖 的 大 量 病 毒, 再 侵 入 血 流 成 为 第 二 次 病 毒 血 症, 引 起 发 热 寒 战 及 全 身 不 适 等 症 状, 若 不 再 继 续 发 展 者, 即 成 为 顿 挫 感 染, 数 日 后 可 自 愈 ; 但 少 数 患 者 体 内 的 病 毒 可 通 过 血 脑 屏 障 进 入 脑 内 增 殖, 引 起 脑 膜 及 脑 组 织 发 炎, 造 成 神 经 元 细 胞 变 性 坏 死 毛 细 血 管 栓 塞 淋 巴 细 胞 浸 润, 甚 至 出 现 局 灶 性 坏 死 和 脑 组 织 软 化 临 床 上 表 现 为 高 烧 意 识 障 碍 抽 搐 颅 内 压 升 高 以 及 脑 膜 刺 激 症 重 症 患 者 可 能 死 于 呼 吸 循 环 衰 竭, 部 分 患 者 病 后 遗 留 失 语 强 直 性 痉 挛 精 神 失 常 等 后 遗 症 ( 二 ) 免 疫 性 人 受 乙 脑 病 毒 感 染 后, 大 多 数 为 隐 性 感 染 及 部 分 顿 挫 感 染, 仅 少 数 发 生 脑 炎, 这 与 病 毒 的 毒 力, 侵 入 机 体 内 数 量 及 感 染 者 的 免 疫 力 有 关 流 行 区 成 人 大 多 数 都 有 一 定 免 疫 力, 多 为 隐 性 感 染,10 岁 以 下 儿 童 及 非 流 行 区 成 人 缺 乏 免 疫 力, 感 染 后 容 易 发 病 本 病 病 后 4~5 天 可 出 现 血 凝 抑 制 抗 体,2~4 周 达 高 峰, 可 维 持 一 年 左 右 补 体 给 合 抗 体 在 发 病 2~3 周 后 方 可 检 出, 体 内 持 续 存 在 约 半 年 中 和 抗 体 约 在 病 后 1 周 出 现, 于 5 年 内 维 持 高 水 平, 甚 至 维 持 终 生 流 行 区 人 群 每 年 不 断 受 到 带 病 毒 的 蚊 叮 咬, 逐 渐 增 强 免 疫 力, 抗 体 阳 性 率 常 随 年 龄 而 增 高, 例 如 北 京 市 310

311 20 岁 以 上 成 年 人 90% 血 清 中 含 有 中 和 抗 体 因 此 本 病 多 见 于 10 岁 以 下 的 儿 童, 但 近 些 年 来 乙 脑 发 病 年 龄 有 增 高 趋 势, 应 予 以 重 视 三 微 生 物 学 检 查 乙 脑 早 期 快 速 诊 断 通 常 采 集 急 性 期 患 者 血 清 或 脑 脊 液 特 异 性 IgM, 也 可 做 RT PCR 检 测 标 本 中 的 病 毒 核 酸 片 段, 一 般 6 个 小 时 内 可 初 步 报 告 结 果 常 规 血 清 学 试 验, 有 辅 助 诊 断 意 义, 可 用 于 临 床 回 顾 性 诊 断 由 于 乙 脑 患 者 病 毒 血 症 期 短, 直 接 检 出 病 毒 抗 原 或 分 离 病 毒 阳 性 率 低, 较 少 用 于 临 床 诊 断 ( 一 ) 特 异 性 IgM 检 测 乙 脑 病 毒 感 染 发 病 早 期 即 产 生 特 异 性 IgM, 病 后 2~3 周 达 到 高 峰, 故 单 份 血 清 可 做 出 早 期 诊 断 可 使 用 如 下 方 法 : 1IgM 捕 捉 ELISA 法 ; 22ME HI 法, 血 凝 抑 制 抗 体 存 在 于 IgM 及 IgG 中, 将 早 期 单 份 血 清 分 成 两 份, 一 份 用 2- 巯 基 乙 醇 (2-ME) 处 理, 以 破 坏 IgM, 另 一 份 不 处 理, 然 后 同 时 做 HI 试 验, 若 处 理 血 清 抗 体 滴 度 比 未 处 理 的 下 降 4 倍, 则 为 IgM 阳 性 ; 3 微 量 间 接 免 疫 荧 光 法, 用 荧 光 素 标 记 的 抗 人 μ 链 血 清, 检 测 已 与 细 胞 抗 原 片 结 合 的 lgm, 根 据 特 异 性 荧 光 颗 粒, 判 断 血 清 标 本 中 的 IgM 存 在 ( 二 ) 常 规 血 清 学 试 验 1 血 凝 抑 制 试 验 对 乙 脑 诊 断 而 言, 本 法 特 异 性 较 低, 但 敏 感 性 高, 简 便 易 行 常 用 于 病 毒 的 初 步 鉴 定, 确 定 有 无 乙 脑 病 毒 存 在 检 测 血 清 标 本 中 的 HI 抗 体, 多 采 用 2ME HI 法 2 补 体 结 合 试 验 补 体 结 合 抗 体 仅 存 在 于 lgg 中, 病 后 出 现 较 晚, 故 不 能 作 为 早 期 诊 断 指 标 因 抗 体 持 续 时 间 不 长, 消 失 快, 故 适 用 于 近 期 感 染 的 诊 断 3 中 和 试 验 抗 体 存 在 于 lgg lgm 中, 出 现 早, 维 持 久 中 和 试 验 特 异 性 和 敏 感 性 都 高, 但 操 作 繁 杂, 需 用 大 量 动 物 或 组 织 培 养 细 胞, 需 时 较 久, 不 适 于 临 床 诊 断 常 规 使 用, 而 在 血 清 学 流 行 病 学 调 查 和 病 毒 鉴 定 上 有 价 值 ( 三 ) 病 毒 分 离 与 鉴 定 311

312 取 病 尸 脑 组 织 研 磨 成 10% 悬 液, 接 种 1-3 日 龄 乳 鼠 脑 内, 待 发 病 濒 死 时, 取 脑 悬 液, 用 单 克 隆 抗 体 做 中 和 试 验 鉴 定 病 毒 也 可 接 种 敏 感 细 胞 ( 如 C6/36 细 胞 系 ) 分 离 病 毒 四 防 治 原 则 乙 脑 灭 活 疫 苗 是 用 地 鼠 肾 细 胞 培 养 增 殖, 甲 醛 灭 活 制 成, 初 次 免 疫 时, 皮 下 注 射 2~3 次, 间 隔 7-10 天, 以 后 每 年 加 强 注 射 一 次, 免 疫 力 维 持 半 年 左 右, 保 护 率 达 66-90% 我 国 在 乙 脑 病 毒 活 疫 苗 的 研 究 方 面 处 于 世 界 领 先 水 平, 余 永 新 等 人 已 筛 选 出 乙 脑 病 毒 减 毒 活 疫 苗 14-2 株, 只 需 皮 下 注 射 一 次, 安 全 有 效, 已 大 量 应 用 于 人 群, 正 逐 渐 取 代 灭 活 疫 苗 疫 苗 接 种 对 象 是 10 岁 以 下 儿 童 和 来 自 非 疫 区 的 军 民 流 行 区 当 年 饲 养 的 仔 猪 接 种 乙 脑 疫 苗, 以 杜 绝 传 染 来 源, 也 可 使 猪 健 康 成 长 搞 好 环 境 卫 生, 防 蚊 灭 蚊 是 预 防 本 病 的 有 效 措 施 认 真 执 行 疫 情 报 告 制 度, 做 到 早 发 现, 早 隔 离, 早 治 疗, 减 少 感 染 目 前 乙 脑 治 疗 仍 采 用 对 症 处 理 及 支 持 疗 法, 包 括 退 热 止 惊 抗 呼 吸 衰 竭 我 国 中 医 以 清 热 解 毒 清 气 凉 营 清 营 凉 血 为 主 有 报 道 指 出 病 毒 唑 干 扰 素 恢 复 期 血 清 等 治 疗, 可 能 减 轻 病 势, 但 已 出 现 脑 炎 症 状 者, 则 无 治 疗 效 果 我 国 采 用 淋 巴 细 胞 杂 交 瘤 技 术, 制 备 出 高 中 和 活 性 乙 脑 单 克 隆 抗 体, 具 有 明 显 的 治 疗 效 果 此 外, 胸 腺 肽 转 移 因 子 免 疫 核 糖 核 酸 等 对 提 高 细 胞 免 疫 功 能 有 一 定 疗 效 总 之, 我 国 采 用 中 西 医 结 合 治 疗 乙 脑, 治 愈 率 明 显 高 于 国 外 第 二 节 登 革 病 毒 登 革 病 毒 (Dengue virus) 感 染 引 起 登 革 热 (Dengue fever,df) 或 登 革 出 血 热 (Dengue haemorrhagic fever,dhf) 该 病 流 行 于 热 带 亚 热 带 地 区, 特 别 是 东 南 亚 西 太 平 洋 及 中 南 美 洲 我 国 于 1978 年 在 广 东 佛 山 首 次 发 现 本 病, 以 后 在 海 南 岛 及 广 西 等 地 均 有 发 现 一 生 物 学 特 性 登 革 病 毒 在 分 类 上 属 黄 病 毒 科 黄 病 毒 属, 形 态 结 构 与 乙 脑 病 毒 相 似, 但 体 积 较 小, 约 17~25nm, 依 抗 原 性 不 同 分 为 四 个 血 清 型, 同 一 型 中 不 同 毒 株 也 有 抗 原 差 异 各 型 病 毒 间 抗 原 性 有 交 叉, 与 乙 脑 病 毒 和 西 尼 罗 病 毒 也 有 部 分 抗 原 相 同 病 毒 在 蚊 体 内 以 及 白 纹 伊 蚊 传 代 细 胞 (C6/36 细 胞 ) 猴 肾 地 312

313 鼠 肾 原 代 和 传 代 细 胞 中 能 增 殖, 并 产 生 明 显 的 细 胞 病 变 实 验 敏 感 动 物 主 要 局 限 于 小 白 鼠 乳 鼠 登 革 病 毒 的 抵 抗 力 不 强, 常 用 化 学 消 毒 剂 脂 溶 剂 56 30min 蛋 白 酶 均 可 灭 活 病 毒 二 致 病 性 与 免 疫 性 登 革 病 毒 经 蚊 ( 主 要 是 埃 及 伊 蚊 ) 传 播 病 人 及 隐 性 感 染 者 是 本 病 的 主 要 传 染 源, 而 丛 林 中 的 灵 长 类 是 维 护 病 毒 在 自 然 界 循 环 的 动 物 宿 主 人 对 登 革 病 毒 普 遍 易 感 病 毒 感 染 人 后, 潜 伏 期 约 3~8 天, 先 在 毛 细 血 管 内 皮 细 胞 及 单 核 巨 噬 细 胞 系 统 中 复 制 增 殖, 然 后 经 血 流 扩 散, 引 起 发 热 头 痛 乏 力, 肌 肉 骨 骼 和 关 节 痛, 约 半 数 伴 有 恶 心 呕 吐 皮 疹 或 淋 巴 结 肿 大 部 分 病 人 可 于 发 热 2~4 天 后 症 状 突 然 加 重, 发 生 出 血 和 休 克 临 床 上 根 据 上 述 症 状 可 将 登 革 热 分 为 普 通 型 和 登 革 出 血 热 / 登 革 休 克 综 合 征 (dengue hemorrhagic fever/dengue shock syndrome,dhf/ DSS) 两 种 类 型 前 者 病 情 较 轻, 后 者 多 发 生 于 再 次 感 染 异 型 登 革 病 毒 后, 以 2 型 最 为 多 见, 严 重 程 度 与 血 清 中 原 来 存 在 的 抗 体 有 密 切 关 系 研 究 表 明, 将 一 定 剂 量 的 登 革 病 毒 与 亚 中 和 浓 度 的 登 革 病 毒 抗 体 混 合 后 再 接 种 人 或 猴 的 单 核 细 胞, 病 毒 的 增 殖 数 量 明 显 比 对 照 组 高 因 此 多 数 学 者 认 为 免 疫 病 理 反 应 在 该 病 的 发 展 过 程 起 重 要 作 用, 初 次 感 染 登 革 病 毒 后 诱 生 的 抗 体 对 再 次 感 染 的 病 毒 可 发 生 所 谓 依 赖 抗 体 的 促 进 病 毒 感 染 的 作 用 ( antibody-dependent enhancement, ADE ), 或 免 疫 促 进 作 用 ( immune enhancement) 此 外, 大 量 登 革 病 毒 抗 原 与 抗 体 在 血 循 环 中 形 成 的 免 疫 复 合 物, 可 激 活 补 体 系 统 而 引 起 血 管 通 透 性 增 高, 与 休 克 的 发 生 亦 有 关 系 三 微 生 物 学 检 查 和 防 治 原 则 病 人 感 染 7 天 后 血 清 中 出 现 血 凝 抑 制 抗 体, 稍 后 出 现 补 体 结 合 抗 体 在 实 验 诊 断 中, 利 用 C6/36 细 胞 分 离 病 毒 是 最 敏 感 的 方 法, 用 收 获 液 作 抗 原, 进 行 血 凝 抑 制 试 验 可 迅 速 作 出 鉴 定 取 病 人 血 清 做 中 和 试 验 血 凝 抑 制 试 验 和 补 体 结 合 试 验, 可 提 供 诊 断 的 依 据 近 年 还 有 用 ELISA 捕 获 法 检 测 lgm 抗 体 作 为 早 期 诊 断 指 标 目 前 本 病 尚 无 特 异 防 治 办 法 第 三 节 森 林 脑 炎 病 毒 森 林 脑 炎 病 毒 由 蜱 传 播, 通 常 称 为 蜱 传 脑 炎 病 毒 (Tick-borne encephalitis virus) 森 林 脑 炎 最 早 发 现 于 原 苏 联 远 东 地 区, 随 后 在 中 欧 和 德 国 亦 有 病 例 报 告, 313

314 我 国 东 北 森 林 地 带 和 西 北 的 一 些 地 区 曾 有 流 行 由 于 发 病 在 春 夏 季 节, 故 又 称 苏 联 春 夏 脑 炎 病 毒 (Russian spring-summer encephalitis virus) 本 病 主 要 侵 犯 中 枢 神 经 系 统, 临 床 上 以 发 热, 神 经 症 状 为 特 征, 有 时 出 现 瘫 痪 后 遗 症 森 林 脑 炎 病 毒 呈 球 形, 直 径 20~30nm,20 面 体 立 体 对 称, 核 心 为 单 正 链 RNA, 衣 壳 外 有 脂 质 包 膜 动 物 感 染 范 围 较 广, 且 嗜 神 经 性 较 强, 接 种 成 年 小 白 鼠 腹 腔 地 鼠 或 豚 鼠 脑 内, 易 发 生 脑 炎 致 死 接 种 猴 脑 内, 可 致 四 肢 麻 痹 也 能 凝 集 鹅 和 雏 鸡 的 红 细 胞 本 病 毒 储 存 宿 主 为 蝙 蝠, 及 哺 乳 动 物 ( 刺 猬 松 鼠 野 兔 等 ), 这 些 野 生 动 物 受 染 后 为 轻 症 感 染 或 隐 性 感 染, 但 病 毒 血 症 期 限 有 长 有 短, 如 刺 猬 约 23 天 蜱 是 森 脑 病 毒 传 播 媒 介, 又 是 长 期 宿 主, 其 中 森 林 硬 蜱 的 带 病 毒 率 最 高, 成 为 主 要 的 媒 介 当 蜱 叮 咬 感 染 的 野 生 动 物, 吸 血 后 病 毒 侵 入 蜱 体 内 增 殖, 在 其 生 活 周 期 的 各 阶 段, 包 括 幼 虫 稚 虫 成 虫 及 卵 都 能 携 带 本 病 毒, 并 可 经 卵 传 代 牛 马 狗 羊 等 家 畜 在 自 然 疫 源 地 受 蜱 叮 咬 而 传 染, 并 可 把 蜱 带 到 居 民 点, 成 为 人 的 传 染 源 本 病 毒 的 致 病 性 与 乙 脑 病 毒 相 同, 非 疫 区 易 感 人 被 带 有 病 毒 的 蜱 叮 咬 后, 易 感 染 发 病, 另 外 因 喝 生 羊 奶 ( 羊 感 染 时 奶 中 有 病 毒 或 被 蜱 类 污 染 ) 也 可 被 传 染, 约 经 8~14 天 潜 伏 期 后 发 生 脑 炎, 出 现 肌 肉 麻 痹 萎 缩 昏 迷 致 死, 少 数 痊 愈 者 也 常 遗 留 肌 肉 麻 痹 居 住 在 森 林 疫 区 的 患 者 感 染 病 毒 发 生 脑 炎, 出 现 肌 肉 麻 痹 萎 缩 昏 迷 致 死, 少 数 痊 愈 者 也 常 遗 留 肌 肉 麻 痹 病 愈 后 皆 产 生 持 久 的 牢 固 免 疫 力 而 当 地 居 民 因 受 少 量 病 毒 的 隐 性 感 染, 血 中 有 中 和 抗 体, 对 病 毒 有 一 定 免 疫 力 分 离 病 毒 及 血 清 学 检 验 方 法 与 乙 脑 相 同 在 疫 区 内 调 查 森 脑 病 毒 时, 可 将 小 白 鼠 小 鸡 地 鼠 或 猴 关 在 笼 内, 置 于 森 林 中 地 上, 引 诱 蜱 来 叮 咬 而 传 染, 动 物 感 染 后 虽 可 能 不 发 病, 但 可 根 据 测 定 血 中 有 无 产 生 特 异 性 抗 体 而 加 以 验 证 预 防 此 病, 可 给 去 森 林 疫 区 的 人 接 种 灭 活 疫 苗, 效 果 良 好 在 感 染 早 期 注 射 大 量 丙 种 球 蛋 白 或 免 疫 血 清 可 能 防 止 发 病 或 减 轻 症 状 此 外, 应 穿 着 防 护 衣 袜, 皮 肤 涂 擦 邻 苯 二 甲 酸 酯 (Orthophenyldimethylphthalate), 以 防 被 蜱 叮 咬 思 考 题 314

315 1. 简 述 流 行 性 乙 型 脑 炎 病 毒 的 致 病 性 免 疫 性 和 防 治 原 则 ( 方 海 红 王 明 丽 ) 第 三 十 一 章 出 血 热 病 毒 出 血 热 (Hemorrhagic fever) 不 是 一 种 疾 病 的 名 称, 而 是 一 组 疾 病 或 一 组 综 合 征 的 统 称 这 些 疾 病 或 综 合 征 是 以 发 热 皮 肤 和 粘 膜 出 现 瘀 点 或 瘀 斑 不 同 脏 器 的 损 害 和 出 血, 以 及 低 血 压 和 休 克 等 为 主 要 特 征 的 引 起 出 血 热 的 病 毒 种 类 较 多, 它 们 分 属 于 不 同 的 病 毒 科 ( 表 31-1) 目 前 在 我 国 已 发 现 的 有 肾 综 合 征 出 血 热 病 毒 新 疆 出 血 热 病 毒 和 登 革 病 毒 表 31-1 人 类 出 血 热 病 毒 及 其 所 致 疾 病 病 毒 科 病 毒 主 要 媒 介 所 致 疾 病 分 布 披 膜 病 毒 科 基 孔 肯 雅 病 毒 蚊 基 孔 肯 雅 热 亚 洲 非 洲 黄 病 毒 科 黄 热 病 病 毒 蚊 黄 热 病 非 洲 南 美 洲 登 革 病 毒 蚊 登 革 热 亚 洲 加 勒 比 海 地 区 Kyasanur 森 林 病 病 毒 蜱 Kyasanur 森 林 病 印 度 Omsk 出 血 热 病 毒 蜱 Omsk 出 血 热 俄 罗 斯 布 尼 亚 病 毒 科 肾 综 合 征 出 血 热 病 毒 啮 齿 动 物 肾 综 合 征 出 血 热 亚 洲 欧 洲 非 洲 美 洲 Rift 山 谷 热 病 毒 蚊 Rift 山 谷 热 非 洲 克 里 米 亚 - 刚 果 出 血 热 病 蜱 克 里 米 亚 - 刚 果 出 血 非 洲 中 亚 毒 热 新 疆 出 血 热 病 毒 蜱 新 疆 出 血 热 中 国 新 疆 沙 拉 病 毒 科 Junin 病 毒 啮 齿 动 物 阿 根 廷 出 血 热 阿 根 廷 Machupo 病 毒 啮 齿 动 物 玻 利 维 亚 出 血 热 玻 利 维 亚 Lassa 病 毒 啮 齿 动 物 Lassa 热 非 洲 丝 状 病 毒 科 Marburg 病 毒 猴 蚊? Maburg 出 血 热 非 洲 德 国 Ebola 病 毒? 未 确 定 Ebola 出 血 热 非 洲 第 一 节 汉 坦 病 毒 汉 坦 病 毒 (Hantavirus) 是 布 尼 亚 病 毒 科 (Bunyaviridae) 的 一 个 新 属 根 据 其 抗 原 性 及 基 因 结 构 特 征 的 不 同, 目 前 至 少 可 区 分 为 6 个 型 其 中 汉 滩 病 毒 多 布 拉 伐 - 贝 尔 格 莱 德 病 毒 汉 城 病 毒 和 普 马 拉 病 毒 为 肾 综 合 征 出 血 热 (Hemorrhagic fever with renal syndrome, HFRS) 的 病 原 ; 辛 诺 柏 病 毒 黑 港 渠 病 毒 及 囚 犯 港 病 毒 为 汉 坦 病 毒 肺 综 合 症 (hantavirus pulmonary symdrome,hps ) 的 病 原 315

316 HFRS 是 由 鼠 类 等 传 播 的 自 然 疫 源 性 急 性 病 毒 性 传 染 病, 以 往 此 病 在 中 国 和 日 本 被 称 为 流 行 性 出 血 热, 在 朝 鲜 和 韩 国 被 称 为 朝 鲜 出 血 热, 在 前 苏 联 被 称 为 远 东 出 血 热 和 出 血 性 肾 炎, 在 斯 堪 的 纳 维 亚 国 家 被 称 为 流 行 性 肾 病 1980 年 世 界 卫 生 组 织 将 其 统 一 命 名 为 肾 综 合 征 出 血 热 汉 坦 病 毒 的 名 称 来 自 此 病 毒 属 的 原 型 汉 滩 病 毒 株 (hantaan virus), 最 先 由 韩 国 李 镐 汪 等 在 1978 年 从 韩 国 汉 滩 河 附 近 流 行 性 出 血 热 疫 区 捕 获 的 黑 线 姬 鼠 中 分 离 出 此 后 各 地 相 继 从 不 同 动 物 及 病 人 体 内 分 离 出 许 多 株 病 毒, 现 国 际 上 通 称 为 HFRS 病 毒 根 据 此 病 毒 的 形 态 学 和 分 子 生 物 学 特 征, 目 前 已 将 其 归 入 布 尼 亚 病 毒 科 (Bunyaviridae), 另 立 为 一 个 新 属, 命 名 为 汉 坦 病 毒 属 (Hantavirus) 为 区 别 属 及 型 的 名 称, 在 中 译 名 上 分 别 称 为 汉 坦 病 毒 属 与 汉 滩 病 毒 一 生 物 学 性 状 ( 一 ) 形 态 结 构 病 毒 体 呈 圆 形 或 卵 圆 形, 直 径 约 75~210nm, 平 均 122nm 有 包 膜, 包 膜 上 有 突 起, 长 约 6nm, 方 格 状 病 毒 的 核 酸 为 单 股 负 链 RNA, 分 为 L M S 三 个 片 段 分 子 量 分 别 为 和 道 尔 顿 三 个 片 段 的 碱 基 序 列 互 不 相 同, 但 都 具 有 同 样 的 3 末 端, 为 3 AUCAUCAUCUG, 这 一 序 列 不 同 于 布 尼 亚 病 毒 科 的 其 他 属 病 毒 编 码 四 种 蛋 白, 即 N G1 G2 和 L N 为 核 蛋 白, 由 S 片 段 编 码, 其 主 要 功 能 是 包 裹 病 毒 RNA 的 三 个 片 段, 该 蛋 白 免 疫 原 性 强 G1 和 G2 均 为 糖 蛋 白, 由 M 片 段 编 码, 有 独 立 存 在 的 中 和 抗 原 位 点 和 血 凝 活 性 位 点, 但 也 可 部 分 重 叠 L 为 依 赖 RNA 的 RNA 多 聚 酶, 由 L 片 段 编 码, 在 病 毒 复 制 中 起 重 要 作 用 HFRS 病 毒 的 成 熟 方 式 为 芽 生 成 熟, 其 成 熟 过 程 与 细 胞 的 高 尔 基 氏 体 和 内 质 网 有 关 病 毒 在 ph5.6~6.4 时 可 凝 集 鹅 红 细 胞 ( 二 ) 培 养 特 性 多 种 传 代 原 代 及 二 倍 体 细 胞 均 对 HFRS 病 毒 敏 感, 实 验 室 常 用 非 洲 绿 猴 肾 细 胞 (Vero E6) 人 胚 肺 二 倍 体 细 胞 (2BS) 等 来 分 离 培 养 该 病 毒 病 毒 在 细 胞 内 生 长 缓 慢, 一 般 需 7~14d 病 毒 滴 度 才 达 高 峰, 一 般 不 引 起 可 见 的 细 胞 病 变, 通 常 需 采 用 免 疫 学 方 法 进 行 鉴 定 由 于 不 同 病 毒 在 不 同 细 胞 上 的 适 应 性 差 异, 决 定 其 生 长 速 度, 与 致 病 性 强 弱 可 能 也 有 一 定 的 关 系 易 感 动 物 有 多 种, 如 黑 线 姬 316

317 鼠 长 爪 沙 鼠 小 白 鼠 大 白 鼠 等, 但 除 了 小 白 鼠 乳 鼠 感 染 后 可 发 病 及 致 死 外, 其 余 均 无 明 显 症 状 ( 三 ) 病 毒 型 别 已 证 实 HFRS 病 毒 与 其 他 出 血 热 病 毒 无 关, 与 布 尼 亚 病 毒 科 其 他 4 个 属 的 病 毒 也 无 血 清 学 关 系 采 用 血 清 学 方 法 ( 主 要 是 空 斑 减 少 中 和 试 验 ) 以 及 RT-PCR 技 术 和 酶 切 分 析 方 法, 可 将 HFRS 病 毒 分 为 不 同 型 别, 见 表 31-2 从 我 国 不 同 疫 区 不 同 动 物 及 病 人 分 离 出 的 HFRS 病 毒, 分 属 于 Ⅰ 型 和 Ⅱ 型, 两 型 病 毒 的 抗 原 性 有 交 叉 表 31-2 汉 坦 病 毒 的 型 别 病 毒 流 行 地 区 所 致 疾 病 主 要 宿 主 Hantaan(Ⅰ 型,HTN) 亚 洲 欧 洲 HFRS(EHF) 黑 线 姬 鼠 Seoul(Ⅱ 型, SEO) 全 世 界 HFRS(EHF) 褐 家 鼠 Puumala(Ⅲ 型,PUU) 欧 洲 亚 洲 HFRS(NE) 棕 背 鼠 Prospect Hill(Ⅳ 型,PHV) 北 美 俄 罗 斯 不 致 病 草 原 田 鼠 Bayou(BAY) 北 美 不 清 楚 板 齿 鼠 Dobrava 病 毒 (Ⅵ 型,DOB) 欧 洲 HFRS 黄 颈 姬 鼠 Thottapalaym 病 毒 (Ⅶ 型,TPM) 印 度 不 清 楚 臭 鼠 Sin Nombre(SNV) 北 美 HPS 鹿 鼠 Black Creek Canal (BCC) 北 美 HPS 棉 鼠 El Moro Canyan(ELMC) 北 美 HPS 西 方 巢 鼠 HPS 米 鼠 ( 四 ) 抵 抗 力 病 毒 抵 抗 力 不 强 对 酸 (ph3.0) 和 丙 酮 氯 仿 乙 醚 等 脂 溶 剂 敏 感 一 般 消 毒 剂 如 来 苏 尔 新 洁 尔 灭 等 也 能 灭 活 病 毒 病 毒 对 热 的 抵 抗 力 较 弱,56~60 30 分 钟 可 灭 活 病 毒 紫 外 线 照 射 (50cm 30 分 钟 ) 也 可 灭 活 病 毒 二 流 行 特 点 目 前 世 界 上 已 发 现 能 携 带 本 病 毒 的 鼠 类 等 动 物 百 余 种, 疫 源 地 遍 及 世 界 五 大 洲 在 亚 洲 欧 洲 非 洲 和 美 洲 28 个 国 家 有 病 例 报 告 我 国 是 HFRS 疫 情 最 严 重 的 国 家, 自 本 世 纪 30 年 代 首 先 在 黑 龙 江 省 孙 吴 县 发 现 此 病 后, 疫 区 逐 渐 扩 大, 现 已 波 及 二 十 八 个 省 市 自 治 区 自 80 年 代 中 期 以 来, 年 发 病 人 数 超 过

318 万, 病 死 率 为 3~5%, 有 的 地 区 高 达 10% 黑 线 姬 鼠 和 褐 家 鼠 是 我 国 各 疫 区 HFRS 病 毒 的 主 要 宿 主 动 物 和 传 染 源 此 病 有 明 显 的 地 区 性 和 季 节 性, 与 鼠 类 的 分 布 与 活 动 有 关 Ⅰ 型 HFRS 发 病 多 集 于 秋 冬 之 间,Ⅱ 型 则 多 集 中 于 春 夏 之 间 HFRS 的 传 播 途 径 尚 未 完 全 肯 定, 认 为 可 能 的 途 径 有 3 类 5 种, 即 动 物 源 性 传 播 ( 包 括 通 过 呼 吸 道 消 化 道 和 伤 口 3 种 途 径 ) 虫 媒 传 播 和 垂 直 传 播 其 中 动 物 源 性 传 播 是 主 要 的 传 播 途 径, 即 携 带 病 毒 的 动 物 通 过 唾 液 尿 粪 便 排 出 病 毒 污 染 环 境, 人 或 动 物 通 过 呼 吸 道 消 化 道 摄 入 或 直 接 接 触 感 染 动 物 受 到 传 染 螨 类 也 可 能 是 该 病 的 传 播 媒 介 三 致 病 性 与 免 疫 性 ( 一 ) 致 病 性 病 毒 感 染 后, 对 毛 细 血 管 内 皮 细 胞 及 免 疫 细 胞 有 较 强 的 亲 嗜 性 和 侵 袭 力 潜 伏 期 一 般 为 两 周 左 右, 起 病 急, 发 展 快 典 型 病 例 具 有 三 大 主 症 : 即 发 热 出 血 和 肾 脏 损 害 HFRS 的 发 病 机 理 很 复 杂, 目 前 一 般 认 为 病 毒 直 接 作 用 是 发 病 的 始 动 环 节, 而 免 疫 病 理 损 伤 也 起 重 要 作 用 病 毒 感 染 造 成 病 毒 血 症 以 及 全 身 毛 细 血 管 和 小 血 管 损 伤, 引 起 高 热 寒 战 乏 力 全 身 酸 痛 皮 肤 和 粘 膜 出 现 出 血 点 或 出 血 斑, 重 者 还 可 有 腔 道 或 各 脏 器 出 血 肾 脏 损 害 出 现 血 尿 蛋 白 尿, 电 解 质 紊 乱 广 泛 的 毛 细 血 管 和 小 血 管 损 伤 引 起 的 出 血 血 浆 渗 出 和 微 循 环 障 碍 等 造 成 低 血 压 或 休 克 病 程 早 期 血 液 中 IgE 水 平 增 高, 提 示 Ⅰ 型 变 态 反 应 可 能 通 过 血 管 活 性 物 质 的 作 用, 使 小 血 管 扩 张, 渗 出 增 加 另 外 在 早 期 病 人 体 内 即 可 出 现 大 量 循 环 免 疫 复 合 物, 在 血 管 壁 血 小 板 肾 小 球 及 肾 小 管 上 有 免 疫 复 合 物 沉 积, 血 清 补 体 水 平 下 降 ; 血 清 中 也 可 检 出 抗 基 底 膜 和 抗 心 肌 抗 体, 这 些 现 象 表 明 Ⅲ 型 和 Ⅱ 型 变 态 反 应 造 成 的 免 疫 病 理 损 伤 也 参 与 了 HFRS 的 致 病 ( 二 ) 免 疫 性 人 对 HFRS 病 毒 普 遍 易 感, 但 仅 少 数 人 发 病, 大 部 分 人 呈 现 隐 性 感 染 状 态, 特 别 是 Ⅱ 型 疫 区 的 人 群 隐 性 感 染 率 更 高 感 染 后 抗 体 出 现 早, 发 热 1~2 天 即 可 检 测 出 IgM 抗 体, 第 7~10 天 达 高 峰 ; 第 2~3 天 可 检 测 出 IgG 抗 体, 第 14~20 天 达 高 峰,IgG 抗 体 在 体 内 可 持 续 存 在 30 余 年 近 年 来 的 研 究 结 果 表 明, 在 不 同 的 抗 体 成 份 中, 对 机 体 起 免 疫 保 护 作 用 的 主 要 是 由 G1 和 G2 糖 蛋 白 刺 激 产 生 的 中 和 抗 体 和 血 凝 抑 制 抗 体, 而 由 N 蛋 白 刺 激 产 生 的 特 异 性 抗 体 在 免 疫 保 护 中 318

319 也 起 一 定 作 用 细 胞 免 疫 在 对 HFRS 病 毒 感 染 的 免 疫 保 护 中 起 同 样 起 重 要 作 用,HFRS 病 人 的 抑 制 性 T 细 胞 功 能 低 下,Tc 细 胞 和 B 细 胞 功 能 相 对 增 强, 一 些 细 胞 因 子 ( 如 白 细 胞 介 素 1 干 扰 素 肿 瘤 坏 死 因 子 白 细 胞 介 素 2 受 体 前 列 腺 素 E2 等 ) 的 水 平 在 HFRS 的 不 同 病 期 也 有 明 显 变 化 值 得 指 出 的 是, 上 述 细 胞 免 疫 ( 包 括 一 些 细 胞 因 子 ) 与 特 异 性 抗 体 一 样, 除 参 与 抗 感 染 免 疫, 具 有 抵 御 和 清 除 病 毒 的 作 用 以 外, 也 参 与 变 态 反 应, 即 也 可 能 是 造 成 本 病 免 疫 病 理 损 伤 的 原 因 之 一 HFRS 病 后 可 获 持 久 免 疫 力, 一 般 不 发 生 再 次 感 染, 但 隐 性 感 染 产 生 的 免 疫 力 多 不 能 持 久 四 微 生 物 学 检 查 ( 一 ) 病 毒 分 离 病 人 急 性 期 血 液 尸 检 组 织 或 感 染 动 物 的 肺 肾 等 组 织 均 可 用 于 病 毒 分 离, 组 织 需 研 磨 成 悬 液 常 用 Vero-E6 细 胞 分 离 培 养, 培 养 7~14 天 后, 用 免 疫 荧 光 染 色 法 检 查 细 胞 内 是 否 有 病 毒 抗 原, 胞 浆 内 出 现 黄 绿 色 颗 粒 荧 光 为 阳 性 也 可 取 检 材 接 种 易 感 动 物 来 分 离 病 毒, 常 用 者 为 小 白 鼠 乳 鼠, 通 过 腹 腔 或 脑 内 接 种, 接 种 后 逐 日 观 察 动 物 有 无 发 病 或 死 亡, 并 定 期 取 动 物 脑 肺 等 组 织, 冰 冻 切 片 或 将 组 织 研 磨 成 悬 液 后 分 别 用 免 疫 荧 光 法 或 ELISA 检 查 是 否 有 病 毒 抗 原 用 细 胞 或 动 物 分 离 培 养 阴 性 者 继 续 盲 传, 连 续 三 代 阴 性 者 方 能 肯 定 为 阴 性 此 外 在 进 行 动 物 实 验 时 采 取 严 格 的 隔 离 及 防 护 措 施, 以 防 止 发 生 实 验 室 感 染 ( 二 ) 血 清 学 检 查 检 测 特 异 性 IgM 具 有 早 期 诊 断 价 值 根 据 情 况 可 选 用 间 接 免 疫 荧 光 法 和 ELISA, 后 者 又 可 分 为 IgM 捕 获 法 和 间 接 法, 其 中 以 IgM 捕 捉 法 的 敏 感 性 和 特 异 性 为 最 好 检 测 特 异 性 IgG 抗 体 IgG 抗 体 出 现 也 较 早, 维 持 时 间 很 长, 因 此 需 检 测 双 份 血 清 ( 间 隔 至 少 一 周 ), 恢 复 期 血 清 抗 体 滴 度 比 急 性 期 升 高 4 倍 以 上 可 确 诊 常 用 检 测 方 法 为 间 接 免 疫 荧 光 法 和 ELISA 此 两 种 方 法 还 可 用 于 血 清 流 行 病 学 调 查 检 测 血 凝 抑 制 抗 体 采 用 血 凝 抑 制 试 验 进 行 检 测, 在 辅 助 诊 断 和 流 行 病 学 调 查 中 也 较 常 用 319

320 四 防 治 原 则 ( 一 ) 一 般 预 防 主 要 采 取 灭 鼠 防 鼠 灭 虫 消 毒 和 个 人 防 护 等 措 施 ( 二 ) 特 异 预 防 目 前 国 内 外 已 初 步 研 制 出 三 类 HFRS 疫 苗, 即 纯 化 鼠 脑 灭 活 疫 苗 ( 分 别 由 朝 鲜 韩 国 及 我 国 研 制 ) 细 胞 培 养 灭 活 疫 苗 ( 包 括 Ⅰ 型 疫 苗 和 Ⅱ 型 疫 苗, 均 由 我 国 研 制 ) 和 基 因 工 程 疫 苗 ( 由 美 国 研 制 ) 我 国 研 制 的 前 二 类 疫 苗 在 不 同 疫 区 进 行 大 量 人 群 接 种, 显 示 抗 体 阳 性 率 高 达 92%, 保 护 率 达 93%~97% ( 三 ) 治 疗 原 则 对 HFRS 应 坚 持 三 早 一 就 ( 早 发 现 早 休 息 早 治 疗 就 近 治 疗 ) 目 前 尚 无 特 效 疗 法, 主 要 是 采 取 以 液 体 疗 法 为 基 础 的 综 合 治 疗 措 施 有 报 道 病 毒 唑 和 病 人 恢 复 期 血 清 对 早 期 病 人 有 一 定 疗 效 第 二 节 新 疆 出 血 热 病 毒 新 疆 出 血 热 病 毒 是 从 我 国 新 疆 塔 里 木 地 区 出 血 热 病 人 的 血 液 尸 体 的 肝 脾 肾 淋 巴 结 以 及 在 疫 区 捕 获 的 硬 蜱 中 分 离 到 的 其 形 态 结 构 和 抵 抗 力 等 与 HFRS 病 毒 相 似, 但 抗 原 性 传 播 方 式 和 致 病 性 等 均 与 HFRS 病 毒 不 同 小 白 鼠 乳 鼠 对 此 病 毒 高 度 易 感, 可 用 于 病 毒 分 离 和 传 代 目 前 已 将 该 病 毒 归 属 于 布 尼 亚 病 毒 科 的 内 罗 病 毒 属 (Nairovirus) 的 克 里 米 亚 - 刚 果 (Crimean-Congo) 出 血 热 病 毒 组 新 疆 出 血 热 是 一 种 自 然 疫 源 疾 病, 主 要 分 布 于 有 硬 蜱 活 动 的 荒 漠 和 牧 场 牛 羊 马 骆 驼 等 家 畜 及 野 兔 刺 猬 和 狐 狸 等 野 生 动 物 是 储 存 宿 主 传 播 媒 介 为 亚 洲 璃 眼 蜱 (Hyalomma asiaticum), 实 验 观 察 到 蜱 可 卵 经 传 递 此 病 毒, 因 此 蜱 又 是 此 病 毒 的 储 存 宿 主 新 疆 出 血 热 的 发 生 有 明 显 的 季 节 性, 每 年 4~5 月 为 流 行 高 峰, 与 蜱 在 自 然 界 的 消 长 情 况 及 牧 区 活 动 的 繁 忙 季 节 相 符 合 人 被 带 毒 蜱 叮 咬 而 感 染 潜 伏 期 7 天 左 右, 起 病 急 骤, 有 发 热 头 痛 困 倦 乏 力 呕 吐 等 症 状 病 人 早 期 面 部 胸 部 皮 肤 潮 红, 继 而 在 口 腔 粘 膜 及 其 他 部 位 皮 肤 有 出 血 点, 严 重 病 人 有 鼻 出 血 呕 血 血 尿 蛋 白 尿 甚 至 休 克 等 病 后 第 6 天 血 清 中 可 出 现 中 和 抗 体, 第 14 天 达 高 峰, 并 可 维 持 5 年 以 上 ; 补 体 结 合 抗 体 至 第 2 周 才 出 现, 且 上 升 缓 慢, 滴 度 也 320

321 低 病 后 免 疫 力 持 久 我 国 已 研 制 成 功 新 疆 出 血 热 的 疫 苗, 系 采 用 感 染 乳 鼠 脑 组 织 后 精 制 而 成, 在 牧 区 试 用 的 初 步 结 果 表 明 安 全 有 效 思 考 题 1. 简 述 肾 综 合 征 出 血 热 病 毒 的 致 病 特 点 第 三 十 二 章 疱 疹 病 毒 ( 方 海 红 王 明 丽 ) 疱 疹 病 毒 (Herpesvirus) 系 指 一 大 类 感 染 人 体 后 能 够 引 起 蔓 延 性 皮 疹 的 病 毒 生 物 分 类 归 属 于 疱 疹 病 毒 科 (Herpesviridae), 根 据 病 毒 的 生 物 学 特 性 科 下 又 有 α β γ 三 个 亚 科 之 分, 分 别 称 之 α 疱 疹 病 毒 β 疱 疹 病 毒 和 γ 疱 疹 病 毒, 存 在 于 人 和 动 物 体 内, 与 人 类 感 染 有 关 者 包 括 :1α 疱 疹 病 毒 ( 单 纯 疱 疹 病 毒 水 痘 - 带 状 疱 疹 病 毒 ), 其 宿 主 范 围 广, 复 制 周 期 短, 繁 殖 速 度 快, 是 一 类 溶 细 胞 性 感 染 的 病 毒, 多 潜 伏 在 感 觉 神 经 节 内 ;2β 疱 疹 病 毒 ( 巨 细 胞 病 毒 人 疱 疹 病 毒 6 型 和 7 型 ), 该 亚 科 病 毒 的 宿 主 范 围 窄, 在 细 胞 培 养 中 复 制 缓 慢, 繁 殖 周 期 长, 受 感 染 细 胞 变 大 形 成 巨 细 胞, 病 毒 在 淋 巴 细 胞 内 潜 伏 感 染, 也 可 潜 伏 于 分 泌 腺 肾 脏 或 其 他 组 织 ;3γ 疱 疹 病 毒 (EB 病 毒 人 疱 疹 病 毒 8 型 ), 主 要 感 染 B 淋 巴 细 胞 并 长 期 潜 伏, 大 多 不 引 起 溶 细 胞 性 病 变 此 外,B 型 疱 疹 病 毒 simian 疱 疹 病 毒 也 偶 尔 引 起 人 类 疾 病 疱 疹 病 毒 具 有 以 下 共 同 特 点 : 1. 球 形 二 十 面 体 立 体 对 称 衣 壳, 基 因 组 为 线 性 双 股 DNA 核 衣 壳 周 围 有 一 层 厚 薄 不 等 的 非 对 称 性 披 膜 最 外 层 是 包 膜, 有 糖 蛋 白 刺 突 有 包 膜 的 成 熟 病 毒 直 径 180~200nm,DNA 核 心 直 径 约 为 30~40nm( 图 32-1) 图 32-1 疱 疹 病 毒 扫 描 电 镜 321

322 2. 除 EB 病 毒 除 外 均 能 在 二 倍 体 细 胞 核 内 复 制, 产 生 明 显 的 CPE, 核 内 出 现 嗜 酸 性 包 涵 体 病 毒 可 通 过 细 胞 间 桥 直 接 扩 散 感 染 细 胞 可 与 邻 近 未 感 染 的 细 胞 融 合 成 多 核 巨 细 胞 EB 病 毒 和 疱 疹 病 毒 6 型 的 培 养 则 需 人 或 灵 长 类 淋 巴 细 胞 3. 病 毒 可 表 现 为 增 殖 性 感 染 和 潜 伏 性 感 染 当 感 染 处 于 潜 伏 状 态 时 病 毒 的 基 因 表 达 受 到 抑 制, 而 在 某 些 刺 激 因 素 作 用 下 又 可 转 为 增 殖 性 感 染 潜 伏 和 复 发 感 染 是 疱 疹 病 毒 的 突 出 特 点, 这 一 生 物 学 行 为 可 导 致 某 些 疱 疹 病 毒 的 基 因 组 整 合 于 宿 主 的 染 色 体 而 构 成 潜 在 的 癌 基 因 各 种 疱 疹 病 毒 引 起 的 疾 病 见 表 32-1 表 32-1 常 见 人 类 疱 疹 病 毒 感 染 导 致 的 疾 病 感 染 病 毒 种 类 所 致 疾 病 儿 童 单 纯 疱 疹 病 毒 1 型 少 见 : 单 纯 疱 疹 病 毒 性 口 炎 脑 炎 成 人 常 见 : 黏 膜 与 皮 肤 损 伤 ( 咽 炎 唇 疱 疹 角 膜 结 膜 炎 ) 少 见 : 疱 疹 性 脑 炎 脑 膜 炎 单 纯 疱 疹 病 毒 2 型 生 殖 器 疱 疹,( 宫 颈 癌?) 水 痘 - 带 状 疱 疹 病 毒 巨 细 胞 病 毒 EB 病 毒 人 疱 疹 病 毒 6 型 人 疱 疹 病 毒 7 型 人 疱 疹 病 毒 8 型 常 见 : 水 痘 少 见 : 带 状 疱 疹 脑 炎 常 见 : 围 生 期 感 染 日 托 (Daycare) 感 染 少 见 : 先 天 性 感 染 常 见 : 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 少 见 : 淋 巴 组 织 增 生 性 疾 病 少 见 : 急 性 幼 儿 丘 疹 或 婴 儿 玫 瑰 疹 少 见 : 幼 儿 急 疹 常 见 : 带 状 疱 疹 少 见 : 水 痘 脑 炎 视 网 膜 炎 ( 多 见 AIDS) 移 植 受 者 肺 炎 肠 炎 巨 细 胞 性 单 核 细 胞 增 多 症 少 见 : 淋 巴 组 织 增 生 性 疾 病 少 见 : 慢 性 感 染 ( 卡 波 济 肉 瘤 患 者 或 免 疫 抑 制 病 人 ) 一 生 物 学 特 性 第 一 节 单 纯 疱 疹 病 毒 单 纯 疱 疹 病 毒 (Herpes simplex virus,hsv) 有 HSV-1 和 HSV-2 两 个 血 清 型, 均 呈 球 形 直 径 为 120~150nm, 由 核 心 衣 壳 被 膜 及 包 膜 组 成 核 心 为 160Kb 322

323 分 子 量 约 10 8 的 双 股 DNA, 衣 壳 呈 二 十 面 体 对 称, 外 复 一 层 厚 薄 不 匀 的 被 膜, 最 外 层 为 典 型 的 脂 质 双 层 包 膜, 上 有 突 起 HSV 基 因 组 可 编 码 100 多 种 多 肽, 已 知 至 少 有 近 十 种 系 病 毒 的 晚 期 蛋 白, 与 病 毒 感 染 和 破 坏 细 胞 密 切 相 关, 例 如 :gb gc gd ge gg gh 等 糖 蛋 白 可 参 与 病 毒 对 宿 主 细 胞 的 吸 附 和 穿 入 ;gh 能 控 制 病 毒 从 细 胞 核 膜 出 芽 释 放 ; gb gc gd gh 则 诱 导 细 胞 融 合, 并 具 有 诱 生 中 和 抗 体 (gd 最 强 ) 和 细 胞 毒 作 用 (HSV 糖 蛋 白 均 可 ) 此 外,gC 是 补 体 C3b 受 体 ge 为 Fc γ 的 受 体 gg 具 有 型 特 异 性, 是 HSV-1 和 HSV-2 血 清 型 鉴 定 的 依 据 HSV 对 动 物 和 组 织 细 胞 的 敏 感 性 广 泛, 常 用 的 实 验 动 物 有 小 鼠 豚 鼠 家 兔 等, 多 种 原 代 人 胚 细 胞 二 倍 体 细 胞 以 及 动 物 细 胞 有 助 于 HSV 的 分 离 培 养 HSV 感 染 细 胞 后 很 快 导 致 受 染 细 胞 的 病 变, 表 现 为 细 胞 肿 大 变 圆 折 光 性 增 强, 可 见 有 核 内 嗜 酸 性 包 含 体 HSV 的 增 殖 周 期 短, 约 需 8~16 小 时, 其 抵 抗 力 较 弱, 易 被 脂 溶 剂 灭 活 二 致 病 性 与 免 疫 性 HSV 的 感 染 十 分 普 遍, 呈 全 球 性 分 布 人 是 HSV 唯 一 的 自 然 宿 主, 主 要 通 过 直 接 密 切 接 触 和 性 接 触 传 播 病 毒 可 经 口 腔 呼 吸 道 生 殖 道 粘 膜 和 破 损 皮 肤 等 多 种 途 径 侵 入 机 体, 孕 妇 生 殖 道 疱 疹 可 在 分 娩 时 传 染 新 生 儿 血 清 学 调 查 表 明, HSV 抗 体 水 平 直 接 与 年 龄 和 社 会 经 济 状 况 相 关, 在 多 数 欠 发 达 国 家, 30 岁 以 上 人 群 HSV-1 抗 体 的 阳 性 率 为 90%; 美 国 中 产 阶 层 人 群 中 约 有 50~60% 可 检 出 HSV-1 抗 体, 而 社 会 经 济 状 况 较 差 的 群 体 则 接 近 90% 初 次 感 染 虽 多 无 临 床 症 状, 但 常 转 变 为 潜 伏 感 染 两 种 不 同 血 清 型 HSV 的 感 染 部 位 及 临 床 表 现 各 不 相 同, HSV-1 主 要 引 起 咽 炎 唇 疱 疹 角 膜 结 膜 炎, 而 HSV-2 则 主 要 导 致 生 殖 器 疱 疹 ( 一 ) 感 染 类 型 1. 急 性 感 染 HSV 借 助 其 包 膜 上 的 糖 蛋 白 与 宿 主 细 胞 表 面 的 受 体 结 合, 进 而 介 导 病 毒 包 膜 与 受 染 细 胞 膜 的 融 合 释 放 于 胞 浆 的 病 毒 DNA 通 过 核 孔 转 运 至 细 胞 核, 在 核 内 合 成 子 代 病 毒 DNA 和 转 录 mrna, 新 病 毒 装 配 后 通 过 核 膜 出 芽 形 成 包 膜, 再 经 类 似 蛋 白 质 转 运 的 方 式 由 细 胞 浆 运 出 细 胞 在 HSV 感 染 的 细 胞 内, 病 毒 特 异 性 基 因 产 物 受 到 控 制 和 调 节 业 已 表 明 有 编 码 三 组 病 毒 多 肽 的 mrna, 分 别 与 下 列 三 类 病 毒 多 肽 的 产 生 有 关 :1 感 染 后 2~4 小 时 合 成 的 α 或 即 刻 早 期 (immediate early,ie) 多 肽, 可 能 发 挥 着 病 毒 转 录 323

324 水 平 的 调 节 作 用 2β 或 早 期 (early,e) 多 肽, 包 括 病 毒 特 异 性 胸 腺 激 酶 和 DNA 聚 合 酶 (Pol), 因 其 与 宿 主 细 胞 的 不 同, 可 作 为 抗 病 毒 治 疗 的 重 要 靶 向 E 多 肽 的 合 成 使 IE 多 肽 的 合 成 关 闭, 而 诱 导 合 成 γ 或 晚 期 (late,l) 多 肽 3 晚 期 多 肽 于 病 毒 感 染 细 胞 后 12~15 小 时 合 成, 是 病 毒 颗 粒 的 组 成 成 分 病 毒 感 染 的 局 部 浸 润 细 胞 初 期 为 中 性 粒 细 胞, 继 而 出 现 单 核 细 胞 浸 润 HSV 能 够 通 过 中 间 神 经 节 或 轴 突 和 神 经 支 配 的 细 胞 网 络 传 播, 并 潜 伏 于 感 觉 和 自 律 神 经 节 由 于 病 毒 的 传 播 发 生 于 细 胞 间, 故 不 受 循 环 抗 体 的 影 响 2. 潜 伏 感 染 与 复 活 感 染 通 过 共 培 养 技 术 证 实,HSV-1 潜 伏 于 三 叉 神 经 节 颈 上 神 经 节 和 迷 走 神 经 节, 偶 可 潜 伏 在 S2-3 背 侧 感 觉 神 经 根 ;HSV-2 则 潜 伏 感 染 于 骶 神 经 节 HSV 对 神 经 组 织 的 潜 伏 感 染 并 不 导 致 细 胞 损 伤, 其 基 因 组 大 都 处 于 非 复 制 状 态, 仅 少 部 分 与 病 毒 早 期 (Pol 和 TK) 或 晚 期 多 肽 无 关 的 基 因 表 达 当 潜 伏 感 染 的 宿 主 神 经 轴 受 损 发 热 或 受 到 外 伤 ( 如 插 管 等 ) 紫 外 线 照 射 等 刺 激 时, 病 毒 可 被 激 活 并 沿 神 经 纤 维 轴 索 至 末 梢, 从 而 进 入 神 经 支 配 的 皮 肤 和 黏 膜 重 新 增 殖, 再 度 引 起 病 理 改 变, 导 致 局 部 疱 疹 的 复 发 ( 二 ) 临 床 疾 病 1. 口 咽 部 疱 疹 多 为 HSV-1 感 染 所 致, 急 性 感 染 常 发 生 于 儿 童, 仅 少 数 感 染 者 出 现 临 床 症 状, 表 现 为 发 热 咽 痛 口 腔 黏 膜 疱 疹 和 溃 疡 等 复 活 感 染 常 发 生 于 口 唇 皮 肤 与 黏 膜 交 界 处, 初 有 疼 痛 烧 灼 感, 继 后 局 部 出 现 水 疱 并 破 溃 形 成 溃 疡, 一 周 左 右 病 愈 2. 生 殖 器 疱 疹 多 系 HSV-2 感 染 所 致, 急 性 感 染 时 临 床 症 状 较 重, 感 染 部 位 出 现 斑 疹 或 丘 疹, 进 而 形 成 水 疱 脓 疱 和 溃 疡, 可 伴 有 发 热 和 淋 巴 结 肿 大 等 临 床 表 现, 病 程 约 3 周 生 殖 器 疱 疹 易 复 发, 但 症 状 较 轻, 甚 至 无 临 床 表 现 此 类 疾 病 可 通 过 性 接 触 传 播 HSV-2 与 子 宫 颈 癌 的 关 系 密 切, 其 依 据 为 :1 患 过 生 殖 器 疱 疹 的 妇 女 子 宫 颈 癌 的 发 生 率 高 ;2 子 宫 颈 癌 患 者 HSV-2 抗 体 阳 性 率 高 ;3 子 宫 颈 癌 组 织 细 胞 内 可 检 出 此 型 病 毒 的 抗 原 ;4 细 胞 培 养 中 的 HSV-2 核 酸 可 使 地 鼠 细 胞 向 癌 细 胞 转 化 3. 疱 疹 性 角 膜 结 膜 炎 两 型 HSV 均 可 引 起, 以 HSV-1 为 多 见 急 性 和 复 活 性 感 染 发 生 在 眼 部, 表 现 为 树 枝 状 角 膜 炎 或 角 膜 溃 疡 重 者 炎 症 波 及 结 膜 基 层, 导 致 角 膜 混 浊 影 响 视 力 新 生 儿 可 在 患 有 HSV-2 感 染 的 孕 妇 分 娩 时 获 得 感 染, 324

325 发 生 HSV-2 疱 疹 性 结 膜 角 膜 炎 或 新 生 儿 疱 疹 4. 皮 肤 感 染 与 疱 疹 性 甲 沟 炎 HSV-1 皮 肤 感 染 发 生 于 皮 肤 破 损 者, 如 湿 疹 烧 伤 或 外 伤, 引 起 疱 疹 性 湿 疹 疱 疹 性 甲 沟 炎 等 疱 疹 性 甲 沟 炎 系 手 指 皮 肤 破 损 后,HSV 感 染 手 指 或 指 甲 部 位, 出 现 疼 痛 性 疱 疹 并 形 成 脓 疱, 常 被 误 诊 为 细 菌 感 染 此 外,HSV-1 感 染 尚 可 感 染 免 疫 功 能 缺 陷 的 个 体, 其 病 变 可 扩 散 至 呼 吸 道 消 化 道 肠 黏 膜 等, 症 状 更 为 严 重 HSV-1 感 染 引 起 的 散 发 性 致 死 性 脑 炎, 病 程 进 展 快 病 死 率 高 ( 三 ) 免 疫 性 HSV 急 性 感 染 的 临 床 症 状 往 往 比 复 发 ( 复 活 ) 感 染 严 重, 这 与 HSV 感 染 后 刺 激 机 体 产 生 相 应 的 抗 体 和 特 异 性 T 细 胞 相 关 直 接 针 对 HSV 包 膜 糖 蛋 白 的 中 和 抗 体 对 宿 主 具 有 重 要 的 保 护 作 用, 此 类 抗 体 尚 可 介 导 ADCC, 限 制 早 期 HSV 感 染 的 播 散 中 和 抗 体 约 在 感 染 后 1 周 左 右 出 现 于 血 清 中,3~4 周 达 高 峰 且 持 续 多 年 HSV 感 染 第 二 周 检 测 到 的 特 异 性 Tc 细 胞, 可 在 病 毒 复 制 完 成 之 前 破 坏 受 染 的 宿 主 细 胞 HSV-1 先 入 感 染 能 够 对 抗 HSV-2 的 再 感 染 或 减 轻 其 引 起 的 损 伤 此 外, 在 免 疫 缺 陷 的 患 者, 尤 其 是 细 胞 免 疫 功 能 低 下 者, 常 引 起 严 重 的 HSV 复 活 感 染, 这 可 能 与 病 毒 释 放 时 间 延 长 和 损 伤 的 持 续 存 在 相 关 三 微 生 物 学 检 查 法 1. 病 毒 分 离 培 养 病 毒 分 离 培 养 是 确 诊 HSV 感 染 的 金 标 准 水 疱 液 唾 液 脑 脊 液 眼 角 膜 刮 取 物 阴 道 棉 试 子 等 标 本 接 种 人 胚 肾 人 羊 膜 或 兔 肾 等 易 感 细 胞, 也 可 接 种 于 鸡 胚 绒 毛 尿 囊 膜 和 乳 鼠 或 小 白 鼠 脑 内, 均 可 获 较 高 的 分 离 率 HSV 引 起 的 CPE 常 在 2~3 天 后 出 现, 细 胞 可 呈 肿 胀 变 圆 折 光 性 增 强 和 形 成 融 合 细 胞 等 病 变 特 征 HSV-1 和 HSV-2 的 单 克 隆 抗 体 HSV 型 特 异 性 核 酸 探 针 等, 可 通 过 免 疫 荧 光 或 核 酸 杂 交 法 等 用 于 病 毒 鉴 定 和 分 型 2. 快 速 诊 断 将 宫 颈 粘 膜 皮 肤 口 腔 角 膜 等 组 织 细 胞 涂 片 后, 用 特 异 性 抗 体 作 间 接 免 疫 荧 光 或 免 疫 组 化 染 色 法 检 测 病 毒 抗 原 ;Wright-Giemsa 染 色 镜 检, 如 发 现 核 内 包 涵 体 及 多 核 巨 细 胞, 可 考 虑 HSV 感 染 ; 将 疱 疹 疱 液 进 行 电 镜 负 染 可 迅 速 确 诊 原 位 核 酸 杂 交 和 PCR 法 可 用 于 检 测 HSV DNA PCR 产 物 的 特 异 性 鉴 定 选 用 325

326 Southern blot 法, 脑 脊 液 PCR 扩 增 被 认 为 是 诊 断 疱 疹 性 脑 炎 的 最 佳 手 段 此 外, DNA 酶 切 图 谱 也 可 作 HSV 鉴 定 和 型 别 分 析 HSV 抗 体 测 定 对 临 床 诊 断 意 义 不 大, 仅 用 于 流 行 病 学 调 查, 常 用 方 法 为 ELISA 四 防 治 原 则 避 免 与 患 者 接 触 或 给 易 感 人 群 注 射 特 异 性 抗 体, 可 减 少 HSV 传 播 的 危 险 无 症 状 带 毒 者 的 唾 液 尿 道 或 生 殖 道 是 HSV-2 的 重 要 载 体, 一 旦 出 现 损 伤 应 避 免 性 接 触 无 环 鸟 苷 valacyclover famcicclover 能 够 抑 制 HSV 感 染 的 复 发, 但 常 规 抗 病 毒 药 物 的 作 用 是 直 接 针 对 病 毒 DNA 多 聚 酶 的, 故 难 以 清 除 潜 伏 状 态 的 病 毒 由 于 新 生 儿 感 染 的 危 险 性 高, 要 特 别 注 意 预 防 分 娩 过 程 中 病 毒 的 传 播 在 某 些 情 况 下 ( 如 羊 膜 未 破 时 ) 可 采 取 剖 腹 产, 以 减 少 新 生 儿 与 病 损 生 殖 器 的 接 触 分 娩 后 给 新 生 儿 注 射 特 异 性 抗 体 或 丙 种 球 蛋 白 也 可 作 为 紧 急 预 防 措 施 近 年 来 应 用 的 重 组 HSV-2 疫 苗, 不 能 减 少 已 感 染 有 HSV-2 患 者 的 复 发 率, 但 尚 不 明 确 对 原 发 感 染 是 否 有 效, 几 种 HSV 疫 苗 的 研 究 正 处 在 不 同 的 发 展 阶 段 第 二 节 水 痘 - 带 状 疱 疹 病 毒 一 生 物 学 特 性 水 痘 - 带 状 疱 疹 病 毒 (varicella-zoster virus,vzv) 是 水 痘 或 带 状 疱 疹 的 病 原 体, 十 分 常 见, 几 乎 所 有 人 于 成 年 之 前 即 接 触 过 该 病 毒,90% 的 病 例 发 生 于 10 岁 之 前 VZV 的 生 物 学 性 状 类 似 于 HSV, 该 病 毒 只 有 一 个 血 清 型 可 由 同 一 种 病 毒 引 起 两 种 不 同 的 病 症, 在 儿 童, 初 次 感 染 引 起 水 痘, 而 潜 伏 体 内 的 病 毒 受 到 某 些 刺 激 后 复 发 则 导 致 带 状 疱 疹, 多 见 于 成 年 人 和 老 年 人 VZV 与 HSV 同 属 于 α 疱 疹 病 毒 亚 科, 具 有 典 型 的 疱 疹 病 毒 科 形 态 与 结 构 和 独 特 的 核 心 与 包 膜 糖 蛋 白 VSV 的 核 心 为 双 股 线 性 125Kb DNA, 结 构 蛋 白 和 非 结 构 蛋 白 达 30 余 种, 其 中 糖 蛋 白 至 少 有 B C E H I L 等 6 种 与 HSV 糖 蛋 白 的 抗 原 性 有 交 叉 反 应 病 毒 包 膜 糖 蛋 白 有 助 于 病 毒 对 易 感 细 胞 的 吸 附 与 穿 入, 也 是 刺 激 机 体 产 生 特 异 性 抗 病 毒 免 疫 应 答 的 物 质 基 础 尽 管 有 些 实 验 室 驯 化 的 灵 长 类 细 胞 系 可 用 于 培 养 VZV, 而 人 原 代 细 胞 仍 然 是 分 离 培 养 VZV 的 最 佳 选 择 病 毒 在 人 胚 组 织 中 增 殖 可 形 成 典 型 的 核 内 包 含 体, 与 HSV 相 比, 其 细 胞 分 离 培 养 较 困 难, 且 产 生 的 细 胞 病 变 较 局 限 由 于 细 胞 培 养 时 感 染 的 VZV 扩 散 缓 慢, 释 放 于 培 养 液 中 的 病 毒 少, 在 作 病 毒 传 代 培 养 时 多 326

327 选 用 感 染 的 细 胞 二 致 病 性 与 免 疫 性 VZV 引 起 的 水 痘 和 带 状 疱 疹 好 发 于 冬 春 季 节, 潜 伏 期 约 11~21 天 主 要 传 播 途 径 是 呼 吸 道, 也 可 通 过 与 水 痘 疱 疹 等 皮 肤 损 伤 部 位 的 接 触 而 传 播, 皮 疹 产 生 前 24~48 小 时 感 染 性 最 强 原 位 杂 交 表 明,VZV 可 潜 伏 于 脊 髓 后 根 神 经 节 水 痘 是 VZV 的 一 种 原 发 性 感 染, 是 常 见 的 儿 童 传 染 病, 患 者 是 主 要 传 染 源 病 毒 经 呼 吸 道 口 咽 粘 膜 结 膜 皮 肤 等 处 侵 入 机 体 后, 在 局 部 粘 膜 组 织 短 暂 复 制, 经 血 液 和 淋 巴 液 播 散 至 肝 脾 等 组 织, 增 殖 后 再 次 入 血 并 向 全 身 扩 散, 尤 其 是 皮 肤 粘 膜, 导 致 水 痘 水 痘 的 出 疹 突 发, 红 色 皮 疹 或 斑 疹 首 先 表 现 在 躯 干, 然 后 离 心 性 播 散 到 头 部 和 肢 体, 继 续 发 展 为 成 串 水 疱 脓 疱, 最 后 结 痂 病 情 一 般 较 轻, 但 偶 可 并 发 间 质 性 肺 炎 和 感 染 后 脑 炎 免 疫 功 能 缺 陷 白 血 病 肾 脏 病 及 使 用 皮 质 激 素 抗 代 谢 药 物 的 水 痘 患 儿, 易 发 展 成 为 严 重 的 涉 及 多 器 官 的 VZV 感 染 成 人 水 痘 症 状 较 重 且 常 伴 发 肺 炎 儿 童 时 期 患 过 水 痘, 病 毒 可 潜 伏 在 脊 髓 后 根 神 经 节 等 部 位, 当 机 体 受 到 某 些 刺 激, 如 外 伤 发 热 受 冷 机 械 压 迫 X 线 照 射 时, 可 诱 发 VZV 的 复 活 感 染 活 化 的 病 毒 经 感 觉 神 经 纤 维 轴 索 下 行 至 皮 肤, 在 其 支 配 皮 区 繁 殖 而 引 起 带 状 疱 疹 一 般 在 躯 干, 呈 单 侧 性, 成 串 的 疱 疹 水 疱 集 中 在 单 一 感 觉 神 经 支 配 皮 区, 疱 液 含 大 量 病 毒 颗 粒 细 胞 与 体 液 免 疫 均 具 有 一 定 的 抗 感 染 作 用 特 异 性 的 循 环 抗 体 能 防 止 病 毒 的 再 感 染, 而 细 胞 免 疫 则 可 控 制 病 毒 的 复 活 老 年 人 肿 瘤 患 者 接 受 骨 髓 移 植 者 等 免 疫 功 能 低 下 者, 潜 伏 的 病 毒 易 被 激 活, 带 状 疱 疹 多 见 三 微 生 物 学 检 查 法 根 据 临 床 症 状 和 皮 疹 特 点 即 可 对 水 痘 和 带 状 疱 疹 作 出 诊 断, 但 症 状 不 典 型 或 者 特 殊 病 例 则 需 辅 以 实 验 手 段 临 床 标 本 主 要 有 疱 疹 病 损 基 部 的 涂 片 皮 肤 刮 取 物 水 疱 液 活 检 组 织 和 血 清 病 损 基 部 涂 片 标 本 可 观 察 到 细 胞 内 包 含 体 和 多 核 巨 大 细 胞 等 VZV 感 染 的 特 征 性 病 变 ; 水 疱 液 接 种 于 人 二 倍 体 成 纤 维 细 胞 以 分 离 病 毒, 但 若 带 状 疱 疹 已 形 成 5 天 以 上 则 分 离 的 阳 性 率 很 低, 且 5~9 天 内 难 以 观 察 到 CPE; 荧 光 抗 体 染 色 检 测 皮 损 细 胞 内 的 病 毒 抗 原 被 视 为 最 佳 快 速 诊 断 方 法 ; 原 位 杂 交 或 PCR 也 可 用 于 组 织 或 体 液 中 VZV 或 其 成 分 的 检 测 四 防 治 原 则 无 环 鸟 苷 可 以 减 轻 水 痘 患 者 的 发 热 和 皮 损 症 状 ( 不 推 荐 用 于 不 足 12 岁 的 儿 327

328 童 ), 无 环 鸟 苷 famciclovir valacyclovir 均 被 使 用 于 成 人 带 状 疱 疹 的 治 疗 在 接 触 传 染 源 72~96 小 时 内, 高 滴 度 免 疫 球 蛋 白 对 预 防 感 染 或 减 轻 可 能 发 生 的 临 床 症 状 有 一 定 效 果, 对 免 疫 功 能 低 下 的 儿 童, 这 种 紧 急 免 疫 预 防 的 措 施 尤 为 必 要 一 旦 发 生 感 染, 免 疫 球 蛋 白 则 无 治 疗 和 预 防 复 发 ( 带 状 疱 疹 ) 的 作 用 一 种 有 效 的 减 毒 活 疫 苗 已 由 日 本 学 者 研 制 成 功, 并 推 荐 应 用 于 1~12 岁 健 康 儿 童 的 预 防 接 种 第 三 节 巨 细 胞 病 毒 一 生 物 学 性 状 巨 细 胞 病 毒 (Cytomegalovirus CMV) 是 巨 细 胞 包 涵 体 病 的 病 原 体, 被 感 染 的 细 胞 肿 大, 并 有 巨 大 的 核 内 包 涵 体 CMV 是 一 类 在 自 然 界 普 遍 存 在, 但 又 具 有 严 格 种 属 特 异 性 的 病 毒 人 巨 细 胞 病 毒 (HCMV) 只 能 感 染 人, 在 人 成 纤 维 细 胞 中 增 殖 病 毒 在 细 胞 培 养 中 增 殖 缓 慢, 初 次 分 离 培 养 需 30~40 天 才 出 现 CPE, 其 特 点 是 细 胞 肿 大 变 园, 核 变 大, 核 内 出 现 周 围 绕 有 一 轮 晕 的 大 型 嗜 酸 性 包 涵 体 CMV 具 有 典 型 的 疱 疹 病 毒 形 态 与 结 构 ( 图 32-2), 在 人 类 疱 疹 病 毒 中 其 基 因 组 最 大 ( 约 240Kb), 复 制 缓 慢, 可 以 表 达 与 HSV 相 似 的 IE E 和 L 多 肽 等 CMV 有 着 明 显 的 基 因 和 表 型 异 质 性, 在 同 一 CMV 感 染 者 即 可 发 现 该 病 毒 多 基 因 位 点 的 突 变 株,DNA 核 酸 内 切 酶 分 析 可 有 效 地 区 别 病 毒 的 流 行 株 已 观 察 到 CMV 抗 原 的 变 异 性, 但 并 无 重 要 的 临 床 意 义 328

329 二 致病性与免疫性 人是 CMV 的唯一宿主 感染非常普遍 初次感染多在 2 岁以下 大多呈隐 性或潜伏感染 但在一定条件下侵袭多个器官和系统产生严重疾病 初次感染 CMV 后 病毒潜伏在唾液腺 乳腺 肾脏 白细胞和其他腺体 可长期或间隙 地排出病毒 通过口腔 生殖道 胎盘 输血或器官移植等多途径传播 肺 肝 肾 唾液腺 乳腺 多形核白细胞和淋巴细胞等处均能分离到 CMV 在孕妇 CMV 原发或复发感染均可引起胎儿宫内感染或围产期感染 导致胎儿畸形 智 力低下或发育弛缓等 严重者可引起全身性感染综合征 称巨细胞包涵体病 随 着艾滋病 放射损伤 器官移植和恶性肿瘤等的增多 CMV 感染及其引发的严 重疾病日益增加 其临床表现差异很大 可从无症状感染到致命性感染 1 先天性感染 在先天性病毒感染中最为常见 初次感染的母体可通过胎 盘传染胎儿 患儿可发生黄疸 肝脾肿大 血小板减少性紫斑及溶血性贫血 脉 络膜视网膜炎和肝炎等 少数严重者造成早产 流产 死产或生后死亡 存活儿 童常智力低下 神经肌肉运动障碍 耳聋和脉络视网膜炎等 CMV 复发感染的 孕妇虽可导致先天感染 但由于孕妇特异性抗体的被动转移 很少引起先天异常 329

330 2. 围 生 期 感 染 隐 性 感 染 CMV 的 孕 妇, 妊 娠 后 期 病 毒 可 被 活 化 并 经 泌 尿 生 殖 道 排 出, 分 娩 时 胎 儿 可 经 产 道 感 染, 多 数 症 状 轻 微 或 无 临 床 症 状, 偶 有 轻 微 呼 吸 障 碍 或 肝 功 能 损 伤 CMV 还 可 通 过 哺 乳 传 播 给 婴 儿, 此 类 产 后 感 染 通 常 也 是 良 性 的 3. 新 生 儿 后 感 染 儿 童 和 成 人 的 CMV 感 染 多 是 无 症 状 的 在 成 人 可 引 起 单 核 细 胞 增 生 样 综 合 征 ; 在 免 疫 功 能 缺 陷 患 者, 潜 伏 的 病 毒 可 以 复 活 并 导 致 非 常 严 重 的 感 染 ; 接 受 骨 髓 移 植 的 患 者,CMV 感 染 引 起 的 间 质 性 肺 炎 系 重 要 的 致 死 性 病 因 ;CD4 阳 性 淋 巴 细 胞 数 低 下 的 爱 滋 病 患 者,CMV 常 常 扩 散 至 内 脏 器 官, 引 起 脉 络 膜 视 网 膜 炎 胃 肠 炎 神 经 系 统 紊 乱 以 及 其 他 器 官 疾 病 哺 乳 接 吻 性 接 触 输 血 等, 均 是 引 起 儿 童 或 成 人 感 染 的 途 径 4. 细 胞 转 化 与 可 能 的 致 癌 作 用 CMV 和 其 他 疱 疹 病 毒 一 样, 能 使 细 胞 转 化, 具 有 潜 在 的 致 癌 作 用 CMV 的 隐 性 感 染 率 较 高, 其 DNA 很 可 能 整 合 于 宿 主 细 胞 DNA, 与 恶 性 肿 瘤 的 发 生 有 关 在 某 些 肿 瘤 中, 如 宫 颈 癌 结 肠 癌 前 列 腺 癌 Kaposis 肉 瘤 等,CMV DNA 检 出 率 高,CMV 抗 体 滴 度 亦 高 于 正 常 人 机 体 的 细 胞 免 疫 对 CMV 感 染 的 发 生 和 发 展 起 重 要 作 用, 细 胞 免 疫 缺 陷 者, 可 导 致 严 重 长 期 的 CMV 感 染, 并 使 机 体 的 细 胞 免 疫 进 一 步 受 到 抑 制, 如 杀 伤 性 T 细 胞 (Tk) 活 力 下 降,NK 细 胞 功 能 减 低 等 机 体 原 发 感 染 CMV 后 能 产 生 特 异 性 抗 体 和 Tk, 抗 体 有 限 制 CMV 复 制 能 力, 对 相 同 毒 株 再 感 染 有 一 定 抵 抗 力, 但 不 能 抵 抗 内 源 性 潜 伏 病 毒 的 活 化 和 其 他 不 同 毒 株 的 外 源 性 感 染 三 微 生 物 学 检 查 法 CMV 感 染 的 实 验 室 诊 断 依 据 是 : 检 测 CMV 引 起 的 CPE CMV 抗 原 和 感 染 组 织 或 体 液 中 的 病 毒 DNA; 从 组 织 或 体 液 中 分 离 病 毒 ; 特 异 性 抗 体 的 测 定 1. 病 毒 分 离 培 养 CMV 可 用 人 成 纤 维 细 胞 分 离 培 养, 但 通 常 需 要 3~14 天 方 可 观 察 到 CPE, 一 般 需 观 察 28 天, 能 否 培 养 成 功 尚 依 赖 于 标 本 中 病 毒 的 浓 度 离 心 标 本 涂 片 作 免 疫 染 色 可 作 快 速 诊 断, 然 而 血 标 本 培 养 的 敏 感 性 低 于 抗 原 测 定 和 病 毒 DNA 分 析 病 变 组 织 标 本 涂 片 的 常 规 HE 染 色, 也 可 直 接 观 察 CPE 和 核 内 嗜 碱 性 包 含 体 2. 抗 原 检 测 应 用 特 异 性 抗 体 作 免 疫 荧 光, 直 接 检 测 白 细 胞 活 检 组 织 组 织 切 片 支 气 管 肺 泡 洗 液 等 临 床 标 本 中 的 CMV 抗 原 在 外 周 血 白 细 胞 中 测 出 CMV 抗 原 表 明 有 病 毒 血 症 该 法 敏 感 快 速 特 异 330

331 3. 病 毒 核 酸 检 测 应 用 PCR 与 核 酸 杂 交 等 方 法, 可 快 速 敏 感 地 检 测 CMV 特 异 性 的 DNA 片 段 (1) 核 酸 杂 交 : 原 位 杂 交 能 检 测 甲 醛 固 定 和 石 蜡 包 埋 组 织 切 片 中 的 CMV 核 酸, 可 直 接 在 感 染 组 织 中 发 现 包 涵 体, 并 可 作 为 CMV 感 染 活 动 性 诊 断 (2)PCR: 该 法 阳 性 率 高 于 细 胞 培 养, 敏 感 性 高, 无 症 状 的 潜 伏 感 染 者 也 能 检 出 但 一 般 的 PCR 是 定 性 诊 断, 其 检 出 不 一 定 与 病 毒 血 症 和 临 床 症 状 一 致 为 了 减 少 由 潜 伏 感 染 而 导 致 的 PCR 假 阳 性 结 果, 可 用 定 量 PCR 弥 补 其 不 足, 在 分 子 水 平 监 测 CMV 感 染 和 区 分 活 动 性 与 潜 伏 感 染 4. 抗 体 检 测 为 了 确 定 急 性 或 活 动 性 CMV 感 染, 了 解 机 体 的 免 疫 状 况 及 筛 选 献 血 员 和 器 官 移 植 供 体, 可 作 CMV 抗 体 检 测 特 异 性 IgG 类 抗 体 需 测 双 份 血 清 以 作 临 床 诊 断, 同 时 了 解 人 群 感 染 状 况 ;IgM 抗 体 只 需 检 测 单 份 血 清 以 确 定 活 动 性 CMV 感 染 四 防 治 原 则 ganciclovir 系 无 环 鸟 苷 类 似 物, 能 够 抑 制 CMV 的 复 制 和 缓 解 其 感 染 导 致 的 视 网 膜 炎 和 胃 肠 炎 等, 系 成 人 和 儿 童 患 者 的 首 选 静 脉 用 药 物, 口 服 valgauciclovir 也 有 良 好 的 效 果 ; 磷 甲 酸 钠, 可 用 于 治 疗 免 疫 功 能 低 下 患 者 的 巨 细 胞 病 毒 性 视 网 膜 炎 ;cidofovir 为 第 三 类 抗 CMV 药 物, 是 首 先 使 用 于 临 床 实 践 的 核 苷 类 似 物, 其 半 衰 期 长, 可 每 2 周 用 药 一 次, 以 作 CMV 视 网 膜 炎 的 维 持 治 疗, 且 无 肾 毒 性 与 cidofovir 相 比,foscarnet 具 有 相 同 的 治 疗 效 果, 但 其 半 衰 期 短 用 药 量 大, 需 每 日 静 脉 给 药 在 输 血 或 器 官 移 植 时, 应 避 免 CMV 传 播 人 抗 CMV 免 疫 球 蛋 白 已 应 用 于 改 善 肝 肾 移 植 相 关 的 CMV 感 染 症 状 预 防 性 地 应 用 ganciclovir 和 valacyclovir, 可 以 减 少 器 官 移 植 和 爱 滋 病 患 者 发 生 CMV 感 染 的 机 会 避 孕 套 的 使 用 可 以 减 少 CMV 性 接 触 性 传 播 CMV 疫 苗 正 处 在 临 床 试 验 评 价 阶 段 第 四 节 EB 病 毒 EB 病 毒 (Epstein-Barr virus,ebv) 是 引 起 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 和 某 些 淋 巴 细 胞 增 生 性 疾 病 的 病 原 体, 系 由 1964 年 Epstein 和 Barr 首 先 于 非 洲 儿 童 恶 性 淋 巴 瘤 组 织 中 发 现, 归 类 于 疱 疹 病 毒 科 的 嗜 淋 巴 病 毒 属, 具 有 与 疱 疹 病 毒 相 似 的 形 态 结 构 和 感 染 人 与 某 些 灵 长 类 动 物 B 细 胞 的 专 一 性 一 生 物 学 特 性 331

332 EB 病 毒 的 核 心 由 172Kb 核 酸 序 列 组 成, 已 知 EB 病 毒 比 其 他 疱 疹 病 毒 具 有 更 多 的 基 因 变 异 株 尽 管 其 与 其 他 疱 疹 病 毒 具 有 相 似 的 形 态 学 特 征, 但 只 能 很 容 易 地 培 养 于 人 或 灵 长 类 B 淋 巴 细 胞 系, 通 常 不 产 生 CPE, 也 不 形 成 其 他 疱 疹 病 毒 感 染 细 胞 后 所 形 成 的 特 征 性 核 内 包 含 体 病 毒 感 染 后, 含 有 EBV 基 因 组 的 细 胞 可 在 体 外 继 续 培 养 并 被 转 化 或 永 生 化 近 年 来 研 究 提 示, 转 化 细 胞 中 的 病 毒 DNA 多 以 附 加 体 (episome) 的 形 式 游 离 于 细 胞 染 色 体 外, 仅 少 量 整 合 于 细 胞 基 因 组 应 用 免 疫 荧 光 染 色 技 术 研 究 转 化 细 胞 表 达 的 病 毒 抗 原 显 示,EBV 抗 原 包 括 两 组, 即 1 病 毒 潜 伏 感 染 时 表 达 的 抗 原, 包 括 EBV 核 抗 原 (EB nuclear antigen,ebna) 和 潜 伏 感 染 膜 蛋 白 (latent membrane protein,lmp),ebna 存 在 于 核 内, 出 现 在 病 毒 核 酸 指 导 下 的 蛋 白 合 成 之 前, 这 类 抗 原 的 存 在 表 明 有 EBV 基 因 组 2 病 毒 增 殖 性 感 染 相 关 的 抗 原, 包 括 EBV 早 期 抗 原 (early antigen,ea) EBV 衣 壳 抗 原 (virual capsid antigen,vca) 和 EBV(membrane antigen,ma) EA 是 病 毒 增 殖 早 期 诱 导 的 非 结 构 蛋 白, 它 标 志 着 病 毒 增 殖 活 跃 和 感 染 细 胞 进 入 溶 解 性 周 期, 有 扩 散 性 抗 原 (diffuse,d) 和 限 制 性 抗 原 (restricted,r) 之 分 ;VCA 是 病 毒 增 殖 后 期 合 成 的 结 构 蛋 白, 与 病 毒 DNA 组 成 核 衣 壳 ;MA 是 病 毒 的 中 和 性 抗 原, 存 在 于 病 毒 感 染 的 转 化 细 胞 表 面, 能 诱 导 产 生 中 和 抗 体 二 致 病 性 与 免 疫 性 EB 病 毒 在 口 咽 部 上 皮 细 胞 内 增 殖, 然 后 通 过 其 包 膜 糖 蛋 白 与 B 细 胞 表 面 的 补 体 C3d 受 体 结 合 而 感 染 B 细 胞,10~24 小 时 后 即 可 在 受 染 B 细 胞 核 内 检 测 到 EBNA EBV 感 染 可 多 克 隆 活 化 B 细 胞, 使 其 产 生 免 疫 球 蛋 白 和 表 达 一 种 淋 巴 细 胞 确 定 的 膜 抗 原 (lymphocyte-determined membrane antigen,lydma), 后 者 成 为 宿 主 细 胞 免 疫 应 答 的 靶 物 质 ( 图 32-3) 在 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 的 急 性 期, 约 20% 的 循 环 B 细 胞 带 有 EBV 抗 原, 而 感 染 消 退 后, 仅 有 1% 的 细 胞 可 分 离 到 EBV 进 入 细 胞 的 病 毒 基 因 组 表 达 与 宿 主 细 胞 的 转 化 和 增 殖 有 关, 导 致 的 临 床 疾 病 主 要 有 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 非 洲 儿 童 恶 性 淋 巴 瘤 鼻 烟 癌 以 及 免 疫 妥 协 患 者 的 淋 巴 瘤,X- 性 联 淋 巴 增 殖 综 合 征 口 白 斑 症 和 淋 巴 细 胞 性 间 质 性 肺 炎 等 也 与 EBV 相 关 ( 一 ) 病 毒 感 染 类 型 1. 增 殖 性 感 染 EBV 在 受 感 染 的 B 细 胞 内, 其 基 因 组 在 少 部 分 宿 主 细 胞 332

333 内得以复制和完全表达 随着子代病毒的形成和释放 宿主细胞溶解死亡 病毒 初次侵入宿主和潜伏病毒的复活 均可呈现增殖性感染 2 非增殖性感染 包括潜伏感染和恶性转化 ①潜伏感染 即在 EBV 感染 的 B 细胞中 病毒的基因组不能完全表达而于感染早期即处潜伏状态 不能表达 病毒的结构蛋白和其他晚期蛋白 这种状态下的 B 细胞内含有多个病毒基因组拷 贝 但多数以附加体形式游离于细胞核外 仅少量 DNA 可整合至宿主细胞的染色 体 形成 EBV 转化细胞并获得体外长期培养的特性 据此建立的 B 淋巴母细胞株 已成为医学研究的重要工具 ②恶性转化 系指少数 EBV 感染的 B 细胞在不断分 裂增殖的过程中 因受某些因素的影响而发生染色体异常改变 转变为肿瘤细胞 二 临床疾病 EB 病毒在人群中广泛感染 幼儿感染后多数无明显症状 或引起轻症咽炎 333

334 和 上 呼 吸 道 感 染 青 年 期 发 生 原 发 感 染, 约 有 50% 出 现 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 主 要 通 过 唾 液 传 播, 也 可 经 输 血 传 染 EB 病 毒 在 口 咽 部 上 皮 细 胞 内 增 殖, 然 后 感 染 B 淋 巴 细 胞, 这 些 细 胞 大 量 进 入 血 液 循 环 而 造 成 全 身 性 感 染 并 可 长 期 潜 伏 在 人 体 淋 巴 组 织 中, 当 机 体 免 疫 功 能 低 下 时, 潜 伏 的 病 毒 活 化 形 成 复 发 感 染 由 EBV 感 染 引 起 或 与 EBV 感 染 有 关 的 疾 病 主 要 有 三 种 1. 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 是 一 种 急 性 淋 巴 组 织 增 生 性 疾 病 多 系 青 春 期 初 次 感 染 EBV 后 发 病 典 型 症 状 为 发 热 咽 炎 和 颈 淋 巴 结 肿 大 随 着 疾 病 的 发 展, 病 毒 可 播 散 至 其 他 淋 巴 结 ; 可 导 致 肝 脾 肿 大, 肝 功 能 异 常 ; 实 验 室 检 查 见 有 外 周 血 单 核 细 胞 增 多, 并 出 现 异 型 ( 非 典 型 ) 淋 巴 细 胞 偶 尔 累 及 中 枢 神 经 系 统 ( 如 引 起 无 菌 性 脑 膜 炎 脑 炎 等 ) 某 些 先 天 性 免 疫 缺 陷 的 患 儿 可 呈 现 致 死 性 传 染 性 单 核 白 细 胞 增 多 症 2. 非 洲 Burkitt 淋 巴 瘤 和 EBV 相 关 性 淋 巴 瘤 非 洲 Burkitt 淋 巴 瘤 多 见 于 5~ 12 岁 儿 童, 在 中 非 新 几 内 亚 和 美 洲 温 热 带 地 区 呈 地 方 性 流 行 好 发 部 位 为 颜 面 腭 部 所 有 病 人 血 清 含 EBV 抗 体, 其 中 80% 以 上 滴 度 高 于 正 常 人 在 肿 瘤 组 织 中 发 现 EBV 基 因 组, 故 认 为 EBV 与 此 病 关 系 密 切 在 非 洲,EBV 感 染 的 分 布 表 明, 疟 疾 可 引 起 免 疫 抑 制 和 诱 发 EBV 相 关 性 恶 性 肿 瘤 的 倾 向, 是 EB 病 毒 感 染 的 辅 助 因 子 B 细 胞 染 色 体 异 位 是 Burkitt 淋 巴 瘤 的 特 征, 这 与 染 色 体 上 编 码 免 疫 球 蛋 白 基 因 的 开 放 有 关, 也 可 能 系 与 B 细 胞 克 隆 活 化 和 恶 变 相 关 的 癌 基 因 表 达 所 致 免 疫 监 视 功 能 低 下 的 EBV 感 染 患 者, 可 发 展 为 B 细 胞 淋 巴 瘤 ; 接 受 器 官 移 植 的 受 者 也 易 发 生 淋 巴 增 殖 综 合 征 (lympho-proliferative syndrome), 此 时 患 者 血 液 中 有 很 高 滴 度 的 EBV;AIDS 淋 巴 细 胞 性 间 质 性 肺 炎 中 枢 神 经 系 统 淋 巴 瘤 等 均 与 EBV 相 关 性 综 合 征 的 发 生 有 一 定 关 系 3. 鼻 咽 癌 我 国 南 方 及 东 南 亚 是 鼻 咽 癌 高 发 区, 多 发 生 于 40 岁 以 上 中 老 年 人 HBV 与 鼻 咽 癌 关 系 密 切, 表 现 在 :1 所 有 病 例 的 癌 组 织 中 有 EBV 基 因 组 存 在 并 表 达 相 应 的 病 毒 抗 原 ;2 病 人 血 清 中 有 高 效 价 EBV 抗 原 ( 主 要 是 EA) 的 lgg 和 lga 抗 体 ;3 一 病 例 中 仅 有 单 一 病 毒 株, 提 示 病 毒 在 肿 瘤 起 始 阶 段 已 进 入 癌 细 胞 此 外, 环 境 致 癌 物 也 可 能 会 引 起 癌 前 病 变, 进 而 刺 激 EBV 活 化 人 体 感 染 EBV 后 能 诱 生 EBNA 抗 体,EA 抗 体,VCA 抗 体 及 MA 抗 体 也 能 产 生 与 病 毒 感 染 不 相 关 的 抗 羊 马 和 牛 红 细 胞 等 异 嗜 性 抗 体 业 已 证 明,MA 334

335 抗 体 能 中 和 EBV, 异 嗜 性 抗 体 有 助 于 临 床 诊 断 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 体 液 免 疫 能 阻 止 外 源 性 病 毒 感 染, 却 不 能 消 灭 病 毒 的 潜 伏 感 染 一 般 认 为 细 胞 免 疫 对 病 毒 活 化 的 监 视 和 清 除 转 化 的 B 淋 巴 细 胞 起 关 键 作 用 尽 管 EBV 感 染 B 细 胞, 但 与 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 相 关 的 淋 巴 细 胞 增 多, 系 由 EBV 感 染 的 B 细 胞 刺 激 所 引 起 的 循 环 T 细 胞 数 增 加 所 致 在 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 早 期, 受 染 机 体 对 有 丝 分 裂 原 或 抗 原 刺 激 的 细 胞 免 疫 功 能 降 低, 病 愈 后,T 细 胞 功 能 恢 复 至 感 染 前 水 平 三 微 生 物 学 检 查 法 1. 病 毒 的 分 离 培 养 采 用 唾 液 咽 漱 液 外 周 血 细 胞 和 肿 瘤 组 织 等 作 为 标 本, 接 种 人 新 鲜 的 B 细 胞 或 脐 带 血 淋 巴 细 胞, 培 养 4 周 后, 根 据 转 化 淋 巴 细 胞 的 效 率 确 定 病 毒 的 量 可 通 过 荧 光 抗 体 染 色 技 术 检 测 EBV 抗 原, 以 作 病 毒 鉴 定 由 于 EBV 培 养 需 时 长 且 需 要 特 殊 的 培 养 条 件, 故 未 列 入 临 床 实 验 室 常 规 检 测 项 目 2. 病 毒 抗 原 及 核 酸 检 测 检 测 病 毒 特 异 性 蛋 白 质 抗 原 ( 如 病 毒 核 蛋 白 EBNA 等 ) 多 采 用 免 疫 荧 光 法 多 数 EBV 感 染 的 组 织 细 胞 中 存 在 着 EBV 抗 原, 因 此, 标 本 直 接 检 测 抗 原 是 诊 断 EBV 感 染 的 重 要 实 验 室 手 段 在 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 患 者, 第 1 周 其 外 周 血 淋 巴 细 胞 中 EBNA 的 检 出 率 可 达 20%, 鼻 烟 癌 患 者 活 检 标 本 的 EBNA 阳 性 率 高 达 50% 以 上 核 酸 杂 交 和 PCR 或 RT-PCR 是 临 床 常 用 的 微 生 物 基 因 诊 断 方 法, 分 别 可 测 定 病 变 组 织 内 的 病 毒 核 酸 和 病 毒 基 因 转 录 产 物,PCR 法 比 核 酸 杂 交 更 具 敏 感 性 3. 血 清 学 诊 断 包 括 特 异 与 非 特 异 性 抗 体 检 测 两 类 (1) 特 异 性 抗 体 的 检 测 : 用 免 疫 荧 光 法 或 免 疫 酶 法 检 测 病 毒 VCA-IgA 抗 体 或 EA-IgA 抗 体, 滴 度 1:5~1:10 或 滴 度 持 续 上 升 者, 对 鼻 咽 癌 有 辅 助 诊 断 意 义 VCA-IgM 的 存 在 表 明 系 EBV 初 发 感 染 的 急 性 期, 而 在 复 发 感 染 或 其 他 疱 疹 病 毒 感 染 时 仅 可 测 出 低 水 平 VCA-IgM 患 病 1 个 月 之 后,EBNA 抗 体 也 可 升 高 且 长 期 持 续 低 水 平 存 在 于 感 染 机 体,VCA 和 EBNA 抗 体 是 以 往 感 染 EBV 的 迹 象 若 持 续 存 在 针 对 病 毒 早 期 抗 原 的 抗 体 ( 抗 -EA -D 或 -R), 提 示 有 发 生 鼻 烟 癌 ( 抗 -D) 或 非 洲 Burkitt 淋 巴 瘤 ( 抗 -R) 的 可 能, 但 此 类 抗 体 不 能 用 于 诊 断 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 (2) 非 特 异 性 抗 体 的 检 测 : 即 应 用 嗜 异 凝 集 试 验 检 测 患 者 血 清 中 的 嗜 异 性 335

336 抗 体, 以 作 为 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 的 辅 助 诊 断 嗜 异 性 抗 体 存 在 于 患 者 发 病 早 期, 抗 体 是 一 种 IgM 类 抗 体, 可 非 特 异 性 凝 集 绵 羊 红 细 胞 此 类 抗 体 滴 度 于 发 病 3~4 周 内 可 达 高 峰, 恢 复 期 迅 速 降 低 至 消 失 某 些 正 常 人 与 血 清 病 患 者 血 清 中 也 可 检 出 一 定 量 的 嗜 异 性 抗 体, 只 有 此 抗 体 滴 度 高 达 1:224 以 上 时, 方 对 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 有 诊 断 意 义, 阳 性 率 约 60%~80% 不 同 来 源 的 嗜 异 性 抗 体 具 有 与 不 同 抗 原 凝 集 的 特 性, 据 此 可 通 过 凝 集 素 吸 收 试 验 加 以 鉴 别 例 如, 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 患 者 血 清 中 的 嗜 异 凝 集 抗 体, 可 被 牛 红 细 胞 吸 收, 但 不 被 豚 鼠 组 织 吸 收, 而 正 常 人 血 清 嗜 异 抗 体 则 与 之 相 反 ; 血 清 病 患 者 的 血 清 嗜 异 抗 体 却 既 能 被 牛 红 细 胞 吸 收, 也 能 被 豚 鼠 组 织 吸 收 四 防 治 原 则 95% 的 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 患 者 均 能 恢 复, 仅 少 数 病 人 可 发 生 脾 破 裂, 为 此 应 限 制 急 性 期 时 作 剧 烈 运 动 业 已 表 明,EBV 的 DNA 多 聚 酶 对 无 环 鸟 苷 敏 感, 其 可 降 低 EBV 在 组 织 培 养 和 体 内 的 增 殖 量 皮 质 类 固 醇 有 助 于 减 轻 喉 水 肿 和 严 重 的 细 胞 毒 性, 对 神 经 系 统 并 发 症 也 有 一 定 作 用 对 EBV 相 关 的 淋 巴 组 织 增 殖 性 疾 病 的 治 疗, 应 是 最 大 限 度 地 改 善 免 疫 抑 制 状 态, 也 可 使 用 无 环 鸟 苷 EBV 可 通 过 人 与 人 的 直 接 接 触 而 传 播 应 用 病 毒 特 异 性 抗 原 作 主 动 免 疫, 有 可 能 预 防 Burkitt 淋 巴 瘤 和 鼻 烟 癌 的 发 生, 这 一 方 法 正 处 探 索 阶 段 业 已 表 明, 一 种 亚 单 位 疫 苗 能 够 有 效 地 预 防 罗 望 子 树 猴 发 生 肿 瘤, 而 此 类 动 物 对 EB 病 毒 癌 基 因 的 作 用 高 度 敏 感 第 五 节 其 他 疱 疹 病 毒 与 人 类 感 染 相 关 的 疱 疹 病 毒 还 包 括 人 类 疱 疹 病 毒 6 型 7 型 和 8 型 一 人 疱 疹 病 毒 6 型 人 疱 疹 病 毒 6 型 (human herpes virus-6,hhv-6),1986 年 分 离 于 淋 巴 增 殖 性 疾 病 患 者 的 外 周 血 淋 巴 细 胞 此 类 病 毒 虽 有 独 特 的 核 酸 结 构, 但 其 形 态 学 特 征 与 其 他 疱 疹 病 毒 相 似 HHV-6 可 在 淋 巴 组 织 中 复 制, 包 括 T 淋 巴 细 胞 单 核 细 胞 B 淋 巴 细 胞 等, 尤 其 是 CD4 阳 性 的 T 淋 巴 细 胞 ( 一 ) 生 物 学 特 性 早 期 的 研 究 认 为,HHV-6 只 能 够 生 长 在 新 鲜 分 离 的 B 淋 巴 细 胞, 并 归 类 于 人 类 B 淋 巴 细 胞 病 毒 (human B-lymphotropic virus,hblv) 目 前 已 经 清 楚, 此 类 病 毒 更 易 感 染 CD4 阳 性 的 T 淋 巴 细 胞 HHV-6 可 潜 伏 感 染 于 T 细 胞, 但 也 能 336

337 在 有 丝 分 裂 原 刺 激 的 情 况 下 活 化 并 形 成 溶 细 胞 性 感 染 静 息 淋 巴 细 胞 和 来 自 免 疫 健 全 个 体 的 淋 巴 细 胞 能 够 抵 抗 HHV-6 的 感 染, 且 体 外 研 究 还 显 示,HHV-6 的 复 制 受 控 于 细 胞 介 导 的 免 疫 因 子, 这 表 明 免 疫 抑 制 的 病 人 易 被 HHV-6 感 染 HHV-6 具 有 不 同 于 其 他 疱 疹 病 毒 的 血 清 学 和 遗 传 学 特 征, 其 基 因 组 DNA 约 为 160~170Kb,mol%G+C 为 43%~44% 根 据 其 抗 原 性 的 不 同 可 有 A 和 B 两 个 型 别 之 分, 即 HHV-6A 和 HHV-6B, 两 型 HHV-6 的 遗 传 性 相 近, 但 其 流 行 病 学 和 临 床 特 性 不 同 HHV-6A 的 致 病 性 尚 不 十 分 清 楚, 而 HHV-6B 是 引 起 儿 童 疱 疹 和 其 他 疾 病 的 主 要 因 素 ( 二 ) 致 病 性 与 免 疫 性 血 清 学 研 究 表 明, 几 乎 所 有 2 岁 以 上 的 儿 童 都 感 染 过 HHV-6, 且 大 多 数 成 人 的 唾 液 中 含 有 此 类 病 毒,60~90% 的 儿 童 及 成 人 血 清 中 可 查 到 HHV-6 抗 体 由 此 可 见, 人 疱 疹 病 毒 6 型 在 人 群 中 的 感 染 十 分 普 遍 健 康 带 毒 者 是 主 要 的 传 染 源, 经 唾 液 传 播, 垂 直 传 播 也 时 有 发 生 HHV-6 原 发 感 染 后 多 无 症 状, 少 数 可 引 起 幼 儿 丘 疹 或 婴 儿 玫 瑰 疹 常 急 性 发 病, 先 有 高 热 (39 数 天 ) 和 上 呼 吸 道 感 染 症 状, 退 热 后 颈 部 和 躯 干 出 现 淡 红 色 斑 丘 疹 此 外, 感 染 可 导 致 中 枢 神 经 系 统 症 状, 包 括 癫 痫 脑 膜 炎 和 大 脑 炎 等 HHV-6 很 少 引 起 成 人 原 发 感 染 HHV-6 感 染 也 是 引 起 器 官 移 植 受 者 发 热 的 原 因 之 一, 在 脊 髓 移 植 等 免 疫 功 能 低 下 的 病 人, 体 内 潜 伏 的 HHV-6 常 可 被 激 活 而 发 展 为 持 续 的 急 性 感 染 淋 巴 增 殖 性 疾 病 自 身 免 疫 病 和 免 疫 缺 陷 病 人 均 是 HHV-6 的 易 感 宿 主, 随 着 器 官 移 植 的 发 展 和 爱 滋 病 病 人 的 增 多,HHV-6 感 染 日 益 受 到 人 们 的 关 注 HHV-6 感 染 T 细 胞 导 致 巨 细 胞 和 多 核 体 形 成, 诱 导 CD4 表 达 并 可 能 下 调 CD3/TCR 的 表 达 HHV-6 尚 能 抑 制 IL-2 的 合 成, 封 闭 受 到 抗 原 刺 激 的 淋 巴 细 胞 增 殖 HHV-6A 的 原 发 感 染 通 常 发 生 于 儿 童, 且 往 往 无 症 状 ; 而 HHV-6B 则 可 感 染 呼 吸 道 中 枢 神 经 系 统 肝 脏 和 网 状 内 皮 系 统, 引 起 多 种 临 床 表 现 ( 三 ) 微 生 物 学 检 查 法 病 原 体 检 查 可 采 集 早 期 原 发 感 染 病 儿 的 唾 液 和 外 周 血 淋 巴 细 胞 标 本, 接 种 经 PHA 激 活 的 人 脐 血 或 外 周 血 淋 巴 细 胞 作 HHV-6 病 毒 分 离, 细 胞 肿 大 变 园 呈 气 球 样 表 明 有 病 毒 存 在, 荧 光 抗 体 染 色 有 助 于 进 一 步 鉴 定 病 毒 也 可 用 原 位 杂 交 和 PCR 技 术 检 测 受 感 染 细 胞 中 的 病 毒 DNA, 或 用 血 清 学 方 法 测 定 病 毒 特 异 性 IgM 和 IgG 类 抗 体, 以 确 定 是 否 近 期 或 既 往 感 染 HHV-6 337

338 诊 断 HHV-6 感 染 主 要 基 于 以 下 几 个 方 面 :1 患 儿 发 热 数 天 且 热 退 后 出 现 丘 疹 2 能 通 过 细 胞 培 养 分 离 到 病 毒, 但 需 时 较 长, 约 10~30 天, 也 可 能 获 得 阴 性 结 果 3 应 用 直 接 免 疫 荧 光 法 检 测 到 特 异 性 IgM 或 IgG 类 抗 体 4 血 液 或 唾 液 作 PCR, 检 测 到 HHV-6 的 DNA 5 脑 脊 液 PCR 测 定 HHV-6 核 酸 阳 性, 可 诊 断 脑 膜 炎 患 者 ( 四 ) 防 治 原 则 体 外 研 究 表 明,HHV-6 对 ganciclovir 和 foscarnet 敏 感, 而 对 无 环 鸟 苷 的 敏 感 性 低, 但 均 未 获 得 临 床 应 用 数 据 迄 今 为 止, 尚 无 有 效 的 预 防 措 施, 亦 未 研 制 出 有 应 用 价 值 的 疫 苗 二 人 疱 疹 病 毒 7 型 人 疱 疹 病 毒 7 型 (Human Herpes Virus Typs 7,HHV-7), 首 先 于 1990 年 在 健 康 人 活 化 的 CD4 阳 性 T 淋 巴 细 胞 分 离 获 得 它 不 同 于 所 有 已 知 的 人 类 疱 疹 病 毒, 尽 管 其 与 HHV-6 的 同 源 性 很 小, 但 与 其 他 疱 疹 病 毒 相 比 两 者 的 关 系 最 为 密 切 血 清 流 行 病 学 调 查 表 明,HHV-7 是 一 种 普 遍 存 在 的 人 类 疱 疹 病 毒,2~4 岁 儿 童 的 抗 体 阳 性 率 达 到 50%,75% 健 康 人 唾 液 可 检 出 此 病 毒 从 婴 儿 急 性 慢 性 疲 劳 综 合 征 和 肾 移 植 患 者 的 外 周 血 单 核 细 胞 中 均 分 离 出 HHV-7 绝 大 多 数 人 都 曾 隐 性 感 染 过 HHV-7,HHV-7 主 要 潜 伏 在 外 周 血 单 个 核 细 胞 和 唾 液 腺 中, 人 与 人 的 密 切 接 触 可 传 播 该 病 毒, 唾 液 传 播 是 其 主 要 途 径 该 病 毒 的 分 离 培 养 条 件 与 HHV-6 相 似, 特 异 性 PCR DNA 分 析 等 试 验 可 用 于 病 毒 鉴 定 因 CD4 分 子 是 HHV-7 的 受 体, 抗 CD4 单 克 隆 抗 体 可 抑 制 HHV-7 在 CD4+T 细 胞 中 增 殖 由 于 HHV-7 与 HIV 的 受 体 皆 为 CD4 分 子, 两 者 之 间 的 互 相 拮 抗 作 用, 将 为 HIV 的 研 究 开 辟 新 的 途 径 与 HHV-6 一 样, 尚 无 有 效 的 预 防 和 治 疗 措 施 三 人 疱 疹 病 毒 8 型 人 疱 疹 病 毒 8 型 (Human Herpes Virus Typs 8,HHV-8),1994 年 从 艾 滋 病 患 者 伴 发 的 卡 波 济 肉 瘤 (Kaposi s sarcoma,ks) 组 织 中 发 现, 故 又 称 为 卡 波 济 肉 瘤 相 关 性 疱 疹 病 毒 (Kaposi s sarcoma-associated herpes virus,kshv) 该 病 毒 为 双 链 DNA(165kb), 主 要 存 在 于 艾 滋 病 卡 波 济 肉 瘤 组 织 和 艾 滋 病 患 者 淋 巴 瘤 组 织 中 HHV-8 与 卡 波 济 肉 瘤 的 发 生 血 管 淋 巴 细 胞 增 生 性 疾 病 及 一 些 增 生 性 皮 肤 疾 病 的 发 病 有 关 338

339 特 异 性 HHV-8 基 因 序 列, 已 发 现 于 卡 波 济 肉 瘤 ( 包 括 非 爱 滋 病 患 者 ) 组 织 以 及 淋 巴 瘤 标 本 通 过 细 胞 培 养 可 分 离 病 毒, 其 在 培 养 细 胞 中 的 生 物 学 特 性 类 似 于 EB 病 毒 血 清 学 和 病 毒 学 的 数 据 显 示,HHV-8 至 少 是 导 致 卡 波 济 肉 瘤 的 辅 助 因 子 如 同 其 他 病 毒 一 样,HHV-8 能 在 培 养 细 胞 中 生 长 业 已 表 明,HHV-8 可 感 染 CD19 阳 性 的 B 细 胞 内 皮 细 胞 以 及 卡 波 济 肉 瘤 的 纺 锤 体 细 胞, 其 基 因 组 尚 能 编 码 参 与 信 号 转 导 细 胞 循 环 和 凋 亡 的 人 同 源 性 细 胞 因 子 和 趋 化 因 子 HHV-8 可 通 过 性 交 传 播, 在 发 达 国 家 发 现 于 同 性 恋 男 性, 而 在 发 展 中 国 家 男 性 女 性 均 有 发 现 由 于 病 毒 可 在 B 淋 巴 细 胞 中 复 制, 故 能 通 过 输 入 污 染 的 血 细 胞 传 播, 而 血 浆 则 无 传 播 病 毒 的 作 用 尽 管 HHV-8 感 染 B 细 胞, 但 患 者 并 无 免 疫 功 能 障 碍 感 染 HHV-8 的 临 床 诊 断, 可 通 过 血 液 中 HHV-8 抗 体 的 测 定 末 梢 血 细 胞 中 ( 主 要 是 B 细 胞 )HHV-8 序 列 测 定 卡 波 济 肉 瘤 组 织 中 病 毒 及 其 基 因 的 检 测 等 近 年 来, 已 有 应 用 免 疫 荧 光 ELISA 免 疫 印 迹 等 方 法 检 测 血 清 抗 原 抗 体 的 报 道 血 清 学 方 法 的 敏 感 性 高 于 病 毒 序 列 测 定 思 考 题 1. 简 述 单 纯 疱 疹 病 毒 所 致 疾 病 2. 举 例 说 明 感 染 哪 些 病 毒 会 对 胎 儿 造 成 较 大 危 害? ( 许 化 溪 ) 第 三 十 三 章 逆 转 录 病 毒 逆 转 录 病 毒 ( Retroviruses) 归 类 于 逆 转 录 病 毒 科 (Retroviridae), 包 括 一 大 类 含 有 逆 转 录 酶 (reverse transcriptase) 的 RNA 病 毒, 分 为 肿 瘤 病 毒 亚 科 泡 沫 病 毒 亚 科 和 慢 病 毒 亚 科, 每 一 亚 科 又 有 若 干 个 属 ( 表 33-1) 肿 瘤 病 毒 亚 科 (oncovirinae) 大 多 引 起 禽 类 猫 鼠 猴 等 动 物 肿 瘤, 与 人 类 疾 病 相 关 者 有 人 类 嗜 T 细 胞 病 毒 (human T-cell lymphotropic virus,htlv); 泡 沫 病 毒 亚 科 (spumavirinae) 的 致 病 作 用 尚 不 清 楚 ; 慢 病 毒 亚 科 (lentivirinae) 中 的 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 (human immunodeficiency virus,hiv) 则 是 艾 滋 病 的 病 原 体, 正 受 到 人 类 的 广 泛 关 注 三 个 亚 科 病 毒 的 生 物 演 化 和 亲 缘 关 系 见 图 33-1 表 33-1 逆 转 录 病 毒 的 分 类 339

340 肿 瘤 病 毒 亚 科 慢 病 毒 亚 科 泡 沫 病 毒 亚 科 禽 C 型 逆 转 录 病 毒 属 ( 如 禽 白 血 病 病 毒 ) 人 T 细 胞 白 血 病 病 毒 - 牛 白 血 病 病 毒 属 哺 乳 动 物 B 型 肿 瘤 病 毒 属 ( 如 小 鼠 乳 腺 瘤 病 毒 ) 哺 乳 动 物 C 型 逆 转 录 病 毒 属 ( 如 鼠 猫 白 血 病 病 毒 ) D 型 逆 转 录 病 毒 属 绵 羊 肺 腺 瘤 病 (maedi)/ 绵 羊 脱 髓 鞘 性 脑 白 质 炎 (visna) 病 毒 羊 关 节 炎 脑 炎 病 毒 马 传 染 性 贫 血 病 毒 HIV-1 和 HIV-2 猴 免 疫 缺 陷 病 毒 人 泡 沫 病 毒 猴 泡 沫 病 毒 第 一 节 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 ( HIV ), 是 获 得 性 免 疫 缺 陷 综 合 征 ( acquired immunodeficiency syndrome,aids) 的 病 原 体 AIDS 首 次 报 道 于 1981 年,1984 年 证 实 其 病 原 为 HIV 因 病 毒 最 初 分 离 于 淋 巴 腺 综 合 征 的 同 性 恋 患 者 血 清, 曾 称 之 为 淋 巴 腺 病 相 关 病 毒 (lymphadenopathy-associated virus,lav), 此 后 分 别 又 有 人 类 嗜 T 细 胞 病 毒 Ⅲ 型 (HTLV-Ⅲ) AIDS 相 关 病 毒 (AIDS-related virus,arv) 之 称 1986 年 经 国 际 病 毒 分 类 委 员 会 (International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV) 建 议, 将 LAV HTLV-Ⅲ 和 ARV 统 一 命 名 为 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒, 俗 称 艾 滋 病 病 毒 HIV 分 HIV-1 型 和 HIV-2 型, 前 者 引 起 全 球 AIDS 流 行, 后 者 340

341 主要分离自西部非洲的艾滋病患者 HIV 感染的范围在逐步扩大 我国自 1985 年发现首例 AIDS 以来 感染人数逐年快速增长 严重威胁着人类的身心健康 受到人们的广泛关注 一 生物学性状 一 形态与结构 成熟的病毒直径 100~120nm 20 面体对称结构 球形 电镜下可见一致密 圆锥状核心 内有病毒 RNA 分子和酶 后者包括逆转录酶 整合酶 integrase 和蛋白酶 protease HIV 的最外层为脂蛋白包膜 膜上有表面蛋白 gp120 和相嵌蛋白 gp41 两种糖蛋白 gp120 为刺突 gp41 为跨膜蛋白 包膜内面为 P17 构成的基质蛋白 matrix 其内为衣壳蛋白 P24 包裹的 RNA HIV 的结 构见图 33-2 电镜形态见图 33-3 图 33-2 HIV-1 结构示意图 341

342 图 33-3 电镜下 HIV 形态(x33 000) HIV 基因组由两个拷贝的正链单股 RNA 组成 在其 5 端可通过氢键结合 构成二聚体 HIV 的基因组成较其他逆转录病毒复杂 全长约 9.7kb 含有 gag pol env 三个结构基因 以及 tat rev nef vif vpr vpu 等调控基因 图 33-3 在基因组的 5 端和 3 端各含长末端重复序列(long terminal repeat,ltr) HIV 的 LTR 含顺式调控序列 控制着前病毒基因的表达 在 LTR 区有启动子 增强 子及负调控区 核酸杂交显示 HIV-1 与 HIV-2 的核苷酸序列 仅 40%相同 1 结构基因 1 gag 基因 是编码病毒衣壳 基质等结构蛋白的基因 其表达产物初 为 55kD 的前体蛋白 p55 后在 HIV 蛋白酶作用下进一步裂解为 p24 p17 和 p15 p24 组成包裹在 HIV 核酸外的衣壳蛋白(capsid,CA) 其特异性较强 除 HIV-1 和 HIV-2 之间存在轻度交叉反应外 与其他逆转录病毒无交叉抗原成分 p17 构 成包膜内的基质蛋白 p15 则可进一步裂解为与 RNA 结合的蛋白 p9 和 p7 2 pol 基因 编码 HIV 复制所需的酶类 诸如逆转录酶 p66/p51 整 合酶 p32 和蛋白酶 pol 基因有万分之一的突变率 对抗叠氮胸苷 具有抗 病毒作用的核苷类似物 的 HIV 突变株的形成 即与 pol 上 HIV 逆转录酶基因 的突变相关 3 env 基因 编码 env 蛋白 分子量为 88kD 糖基化后形成包膜刺突糖 342

343 蛋 白 前 体, 因 分 子 量 增 至 160kD, 故 称 gp160 gp160 再 在 蛋 白 酶 的 作 用 下 裂 解 为 gp120 和 gp41, 分 别 构 成 包 膜 表 面 的 糖 蛋 白 ( 刺 突 ) 和 跨 膜 蛋 白 gp120 是 病 毒 与 易 感 细 胞 结 合 的 物 质 基 础, 借 此,HIV 可 与 靶 细 胞 的 CD4 膜 分 子 结 合 而 感 染 细 胞 gp120 与 CD4 结 合 后 则 导 致 其 构 象 改 变 而 与 gp41 分 离, 使 gp41 插 入 受 染 细 胞 膜, 介 导 病 毒 包 膜 与 靶 细 胞 膜 的 融 合 和 病 毒 核 酸 的 穿 入 2.LTR 系 HIV 基 因 组 两 端 分 别 具 有 的 一 段 相 同 的 核 苷 酸 序 列, 由 增 强 子 启 动 子 TATA 序 列 和 负 调 控 区 等 组 成, 控 制 HIV 基 因 组 的 转 录 3. 调 节 基 因 (1)tat 基 因 : 编 码 TAT 蛋 白, 其 与 LTR 上 的 反 应 成 分 结 合 后, 启 动 和 促 进 HIV 基 因 组 转 录 mrna tat 基 因 由 两 个 外 显 子 构 成 (2)rev 基 因 : 编 码 REV 蛋 白, 即 病 毒 体 蛋 白 表 达 调 节 因 子 (regulator of expression of virion protein) rev 蛋 白 是 重 要 的 调 节 HIV 基 因 复 制 的 反 式 激 活 因 子, 其 可 正 向 调 节 病 毒 体 蛋 白, 促 进 HIV 基 因 表 达 由 最 初 调 节 蛋 白 mrna 的 转 录, 转 向 转 录 结 构 蛋 白 mrna 此 外,rev 蛋 白 尚 有 转 运 结 构 蛋 白 mrna 进 入 宿 主 细 胞 质 的 作 用 因 此, 缺 乏 rev 基 因 的 HIV 则 不 能 表 达 晚 期 蛋 白 (3)nef 基 因 : 编 码 NEF 蛋 白, 一 种 负 性 调 节 因 子 (negative regulation factor), 分 子 量 为 27kD, 对 HIV 的 结 构 蛋 白 和 调 节 蛋 白 的 表 达 均 有 下 调 作 用 NEF 蛋 白 还 可 与 宿 主 的 细 胞 膜 结 合 (4)vif 基 因 : 编 码 一 种 分 子 量 为 23kD 的 蛋 白 质, 称 之 VIF 蛋 白 有 研 究 表 明, 尽 管 缺 乏 vif 基 因 的 HIV 仍 可 正 常 复 制 和 形 成 病 毒 颗 粒, 但 其 感 染 性 远 低 于 有 此 基 因 的 HIV, 据 此 VIF 蛋 白 又 有 病 毒 体 感 染 性 因 子 (virion infective factor, vif) 之 称 (5)vpu 基 因 : 为 HIV-1 特 有 基 因, 其 表 达 产 物 是 一 种 由 81 个 氨 基 酸 组 成 的 蛋 白 质, 称 为 病 毒 U 蛋 白 (viral protein U,vpu), 可 存 在 于 细 胞 膜 上 vpu 基 因 虽 非 病 毒 复 制 所 必 需, 但 若 缺 乏 此 基 因, 可 能 会 影 响 感 染 性 病 毒 颗 粒 的 装 配 和 从 宿 主 细 胞 膜 的 出 芽 释 放 此 基 因 的 功 能 仍 待 进 一 步 研 究 (6)vpr 基 因 : 编 码 病 毒 蛋 白 r(viral protein r,vpr), 此 种 病 毒 蛋 白 由 96 个 氨 基 酸 组 成, 具 有 逆 转 录 激 活 因 子 作 用, 可 促 进 HIV 在 易 感 细 胞 内 的 增 殖 和 增 强 细 胞 病 变 作 用 此 外,VPR 蛋 白 尚 可 作 用 于 LTR, 上 调 受 其 控 制 的 病 毒 复 制 343

344 ( 二 )HIV 复 制 与 培 养 特 性 HIV 首 先 借 助 其 包 膜 糖 蛋 白 刺 突 gp120, 与 易 感 细 胞 表 面 的 CD4 结 合 并 进 一 步 介 导 包 膜 与 宿 主 细 胞 膜 的 融 合, 核 衣 壳 进 入 细 胞, 于 胞 浆 内 脱 壳 释 放 出 RNA 在 病 毒 逆 转 录 酶 病 毒 体 相 关 的 DNA 多 聚 酶 的 作 用 下, 病 毒 RNA 先 反 转 录 成 cdna( 负 链 DNA), 构 成 RNA-DNA 中 间 体 中 间 体 中 的 RNA 再 经 RNA 酶 H 水 解, 而 以 剩 下 的 负 链 DNA 拷 贝 成 双 股 DNA( 前 病 毒 DNA) 逆 转 录 过 程 导 致 线 性 DNA 分 子 进 入 胞 核 并 在 病 毒 插 入 酶 的 催 化 下 插 入 宿 主 DNA, 成 为 细 胞 染 色 体 的 一 部 分 宿 主 染 色 体 上 的 病 毒 基 因, 称 作 前 病 毒 (provirus), 与 受 染 细 胞 基 因 组 一 道 复 制 当 前 病 毒 活 化 而 自 身 转 录 时,LTR 起 着 启 动 和 增 强 其 转 录 的 作 用 在 宿 主 RNA 聚 合 酶 的 作 用 下, 病 毒 的 DNA 转 录 为 RNA 并 分 别 经 拼 接 加 帽 或 加 尾 形 成 HIV 的 mrna 或 子 代 病 毒 RNA mrna 在 宿 主 细 胞 核 糖 体 上 翻 译 蛋 白 质, 经 进 一 步 酶 解 修 饰 等 形 成 病 毒 结 构 蛋 白 或 调 节 蛋 白 ; 子 代 RNA 则 与 病 毒 结 构 蛋 白 装 配 成 核 衣 壳, 在 从 宿 主 细 胞 释 出 时 获 得 包 膜, 成 为 具 有 传 染 性 的 子 代 病 毒 ( 图 33-4) HIV 仅 感 染 具 有 表 面 分 子 CD4 的 T 细 胞 巨 噬 细 胞, 因 此 实 验 室 常 用 新 鲜 正 常 人 或 患 者 自 身 T 细 胞 培 养 病 毒,H9 CEM 等 T 细 胞 株 也 可 用 于 HIV 的 培 养 病 毒 感 染 细 胞 后 可 形 成 不 同 程 度 的 细 胞 病 变 图 33-4 HIV 的 复 制 周 期 模 式 图 二 致 病 性 与 免 疫 性 344

345 HIV, 主 要 通 过 性 接 触 输 血 或 血 制 品 的 应 用 以 及 母 - 婴 垂 直 传 播 等 途 径 导 致 AIDS HIV 主 要 有 HIV1 HIV2 两 型, 世 界 上 大 部 分 地 区 流 行 的 是 HIV1, HIV2 只 在 西 非 区 域 性 流 行 临 床 上,AIDS 以 机 会 感 染 恶 性 肿 瘤 和 神 经 系 统 症 状 为 特 点, 是 一 种 引 起 免 疫 功 能 低 下 的 致 死 性 传 染 病 为 了 早 期 发 现 感 染 者 和 控 制 AIDS 流 行, 有 必 要 对 AIDS 高 危 人 群 和 临 床 上 不 明 原 因 感 染 皮 肤 肿 瘤 患 者 及 时 定 期 检 查 HIV 抗 体 的 存 在 表 明 有 HIV 感 染, 而 检 出 HIV 则 是 病 毒 存 在 的 确 凿 证 据 ( 一 ) 致 病 机 制 1. 损 伤 CD4 + 细 胞 HIV 感 染 和 损 伤 细 胞 的 先 决 条 件 是 被 感 染 细 胞 与 病 毒 的 亲 嗜 性 CD4 分 子 系 HIV 的 主 要 受 体, 当 病 毒 与 细 胞 接 触 时, 病 毒 包 膜 的 表 面 糖 蛋 白 gp120 即 与 细 胞 表 面 的 CD4 分 子 V1 区 结 合, 致 使 与 其 紧 密 相 连 的 包 膜 跨 膜 蛋 白 gp41 发 生 构 变, 其 疏 水 端 深 入 靶 细 胞 膜 内, 促 进 病 毒 包 膜 与 宿 主 细 胞 膜 的 融 合 和 核 衣 壳 的 侵 入 基 因 敲 除 研 究 表 明,CCR5 和 CXCR4 为 HIV 的 辅 助 受 体, 分 别 有 助 于 HIV 对 巨 噬 细 胞 和 T 细 胞 的 感 染 已 发 现, 无 症 状 的 AIDS 患 者 其 CD4 + 细 胞 仅 少 数 显 示 HIV 复 制, 这 可 能 与 细 胞 表 面 无 辅 助 受 体 有 关 (1)T 细 胞 损 伤 :HIV 感 染 CD4 + T 细 胞 后, 在 其 中 以 较 快 的 速 度 增 殖, 导 致 此 类 细 胞 的 病 变 和 死 亡, 使 CD4 + 的 T 细 胞 数 量 减 少 和 功 能 降 低, 从 而 造 成 以 CD4 + 细 胞 为 中 心 的 免 疫 功 能 全 面 障 碍 由 于 CD4 + T 细 胞 数 量 的 减 少,CD8 + T 细 胞 比 例 则 相 对 增 高, 出 现 CD4 + /CD8 + 倒 置 CD4 + T 细 胞 与 抗 原 提 呈 细 胞 B 细 胞 CTL 以 及 NK 细 胞 的 功 能 密 切 相 关,CD4 + 细 胞 的 异 常 必 然 导 致 患 者 机 体 免 疫 功 能 的 紊 乱 (2) 其 他 细 胞 损 伤 :CD4 分 子 也 存 在 于 其 他 细 胞 表 面, 如 单 核 - 巨 噬 细 胞 小 神 经 胶 质 细 胞 郎 格 罕 细 胞 和 其 他 骨 髓 分 化 细 胞 等, 这 些 细 胞 也 是 HIV 的 敏 感 细 胞 HIV 包 膜 的 氨 基 酸 序 列 测 定 已 表 明, 淋 巴 细 胞 和 巨 噬 细 胞 均 可 被 该 病 毒 感 染 (3) 细 胞 损 伤 机 制 :HIV 感 染 CD4 + 细 胞 是 AIDS 患 者 免 疫 缺 陷 的 前 奏 HIV 导 致 CD4 + 靶 细 胞 损 伤 的 可 能 机 制 为 :1 病 毒 的 出 芽 释 放 和 其 包 膜 糖 蛋 白 插 入 细 胞 膜, 都 有 可 能 导 致 宿 主 细 胞 膜 通 透 性 的 改 变 2 宿 主 细 胞 可 通 过 膜 上 的 病 毒 gp120 与 细 胞 自 身 表 达 的 CD 分 子 结 合, 融 合 形 成 多 核 巨 细 胞 3 大 量 病 毒 增 殖 产 生 的 未 整 合 的 cdna, 干 扰 宿 主 细 胞 代 ; 而 当 HIV 核 酸 以 整 合 于 宿 主 染 色 体 的 345

346 形 式 潜 伏 时, 受 染 细 胞 虽 未 遭 破 坏, 但 细 胞 增 殖 和 细 胞 因 子 分 泌 功 能 均 发 生 障 碍 4 机 体 对 病 毒 感 染 的 细 胞 产 生 特 异 性 的 CTL 细 胞 毒 性 或 ADCC 效 应 CTL 对 靶 细 胞 的 杀 伤 作 用 还 可 波 及 邻 近 未 被 感 染 的 CD4 阳 性 细 胞, 导 致 CD4 阳 性 细 胞 大 量 减 少 5gp120 与 Ⅱ 类 MHC 分 子 有 交 叉 成 分, 病 毒 感 染 后 机 体 产 生 的 抗 gp120 可 介 导 自 身 免 疫 性 损 伤, 破 坏 表 达 Ⅱ 类 MHC 分 子 的 CD4 阳 性 细 胞 6 病 毒 与 易 感 细 胞 结 合 后, 直 接 诱 导 细 胞 凋 亡, 特 异 性 识 别 HIV 抗 原 肽 的 CTL 也 可 启 动 靶 细 胞 凋 亡 过 程 2. 其 他 免 疫 细 胞 功 能 异 常 CD4 + 细 胞 是 重 要 的 免 疫 调 节 细 胞, 其 数 量 和 功 能 的 改 变 都 将 影 响 其 他 免 疫 细 胞 的 状 态 例 如,1 多 克 隆 B 细 胞 活 化 可 导 致 高 丙 球 蛋 白 血 症, 血 清 IgG1 IgG3 和 IgM 水 平 增 高, 但 这 种 B 细 胞 自 发 分 泌 的 情 况 并 不 总 是 存 在, 甚 至 在 HIV 感 染 的 婴 儿 尚 可 出 现 全 丙 球 蛋 白 减 少 症 2 产 生 针 对 自 身 红 细 胞 血 小 板 淋 巴 细 胞 嗜 中 性 粒 细 胞 核 蛋 白 髓 鞘 及 精 子 的 自 身 抗 体, 构 成 HIV 相 关 的 血 小 板 减 少 症 和 周 围 神 经 症 等 的 重 要 因 素 3 体 外 研 究 表 明, 抗 体 能 够 增 强 HIV 的 感 染, 这 一 作 用 系 由 免 疫 球 蛋 白 Fc 段 和 补 体 的 受 体 介 导 的, 其 在 体 内 的 确 切 意 义 尚 不 清 楚 4B 细 胞 对 T 细 胞 非 依 赖 性 有 丝 分 裂 原 ( 如 金 黄 色 葡 萄 球 菌 CowanI) 的 应 答 能 力 减 弱 5 细 胞 因 子 的 产 生 及 其 受 体 表 达 异 常, 如 IL-2 IFN-γ 的 产 生 减 少,IL-2 受 体 表 达 降 低, 循 环 免 疫 复 合 物 水 平 增 加 此 外, 血 清 β 2 微 球 蛋 白 升 高 可 能 与 AIDS 的 预 后 相 关 3.HIV 的 变 异 HIV 具 有 高 度 变 异 性, 主 要 取 决 于 env nef LTR 及 pol 等 基 因 不 同 毒 株 间 在 上 述 基 因 的 变 异 率 各 不 相 同 env 基 因 编 码 包 膜 糖 蛋 白 抗 原, 此 类 抗 原 的 变 异 与 HIV 的 流 行 和 逃 避 宿 主 的 免 疫 应 答 密 切 相 关 业 已 表 明, 不 同 地 区 的 毒 株 之 间,HIV-1 的 gp160 氨 基 酸 序 列 的 变 异 率 达 20% 以 上,gp160 包 括 5 个 可 变 区 和 6 个 恒 定 区, 分 别 构 成 gp120 和 gp41 根 据 env 基 因 序 列 的 不 同, 将 国 际 上 流 行 的 HIV-1 分 为 M N 和 O 群, 其 中 M 又 有 A~K 等 11 个 亚 型 之 分 ;HIV-2 也 分 有 6 个 亚 型 HIV 的 高 度 变 异 性 对 制 备 有 效 的 抗 感 染 疫 苗 和 AIDS 的 防 治 产 生 较 大 的 影 响 ( 二 ) 临 床 特 征 1. 急 性 HIV 单 核 细 胞 增 多 症 HIV 感 染 的 个 体 可 保 持 无 症 状, 也 可 发 展 为 类 似 传 染 性 单 核 细 胞 增 多 症 的 急 性 疾 病, 症 状 通 常 发 生 于 感 染 后 2~6 周 内 主 要 症 状 为 发 热 头 痛 咽 炎 呼 吸 困 难 淋 巴 结 和 肝 脾 肿 大 斑 丘 疹 黏 膜 溃 疡 346

347 腹 泻 甚 至 脑 炎 等 症 状 在 感 染 的 急 性 期, 通 常 难 以 检 测 到 HIV 抗 体 尽 管 患 者 常 呈 现 严 重 无 力 卧 床 不 起, 但 仍 有 一 些 病 例 仅 表 现 为 中 度 症 状 甚 至 无 临 床 症 状 HIV 急 性 感 染 也 可 涉 及 神 经 系 统 症 状, 如 脑 炎 脑 膜 炎 颅 神 经 麻 痹 肌 病 和 神 经 病 等 2. 有 症 状 的 HIV 感 染 发 生 HIV 相 关 的 综 合 征, 被 视 为 进 行 性 免 疫 功 能 障 碍 的 证 据 其 症 状 可 有 持 续 发 热 盗 汗 失 重 不 明 原 因 的 慢 性 腹 泻 湿 疹 银 屑 病 脂 溢 性 皮 炎 皮 炎 疱 疹 - 带 状 疱 疹 口 腔 念 珠 菌 病 黏 膜 白 斑 病 等 HIV 相 关 的 血 小 板 减 少 症 ( 血 小 板 数 小 于 /μl 而 无 明 显 原 因 ) 发 生 率 低 于 10%, 不 作 为 该 疾 病 转 归 的 判 断 指 标 3.AIDS AIDS 的 诊 断 标 准 已 由 CDC 确 定, 包 括 某 些 机 会 感 染 和 肿 瘤 ( 表 33-2);HIV 相 关 性 脑 病 ;HIV 诱 导 的 消 耗 综 合 征 以 及 其 他 AIDS 征 象 ( 有 HIV 感 染 的 实 验 室 证 据 ) 国 际 上 在 对 无 临 床 症 状 成 人 或 青 少 年 作 HIV 感 染 的 诊 断 时, 取 消 了 血 液 CD4 + 淋 巴 细 胞 数 <200/μl 或 CD4 + T 细 胞 低 于 14% 的 限 制 此 外, 肺 结 核 反 复 发 作 的 细 菌 性 肺 炎 浸 润 性 宫 颈 癌 等, 也 被 列 为 AIDS 诊 断 的 辅 助 指 标 最 常 见 的 机 会 感 染 有 卡 氏 肺 孢 菌 感 染 性 肺 炎 ; 弥 散 性 隐 球 菌 病 ; 弓 形 体 病 ; 分 枝 杆 菌 感 染 性 疾 病 ( 包 括 鸟 分 枝 杆 菌 复 合 体 感 染 和 结 核 病 ); 慢 性 溃 疡 性 反 复 发 作 性 单 纯 疱 疹 病 毒 感 染 ; 弥 散 性 巨 细 胞 病 毒 感 染 ; 组 织 胞 浆 菌 病 等 AIDS 患 者 对 沙 门 菌 葡 萄 球 菌 感 染 也 有 较 高 的 易 感 性, 且 肺 炎 链 球 菌 性 肺 炎 的 发 生 率 高 患 有 AIDS 的 儿 童 可 发 生 卡 氏 肺 孢 菌 肺 炎 等 机 会 感 染, 但 与 成 人 相 比, 其 淋 巴 细 胞 性 间 质 性 肺 炎 和 反 复 细 菌 感 染 的 发 生 率 更 高 AIDS 患 者 发 生 的 肿 瘤 以 卡 波 济 肉 瘤 (Kaposi s sarcoma) 最 为 多 见, 系 一 种 涉 及 内 皮 和 基 质 的 肿 瘤 或 肿 瘤 样 疾 病 应 该 注 意 的 是, 人 疱 疹 病 毒 8 型 感 染 也 与 卡 波 济 肉 瘤 的 发 生 相 关 表 33-2 AIDS 的 临 床 表 现 与 治 疗 措 施 综 合 征 临 床 表 现 实 验 室 检 查 临 床 治 疗 或 药 物 疾 病 早 期 (CD4 + >500/μl) 发 热 347

348 急 性 逆 转 录 病 毒 综 合 征 神 经 病 血 小 板 减 少 常 1~2 周 内 消 失, 可 (HIV) 咽 炎 淋 巴 细 胞 减 少, 因 抗 逆 转 录 病 毒 治 疗 然 后 非 典 型 淋 巴 消 失 细 胞 增 多 皮 疹 transaminitis 肌 痛 / 关 节 痛 高 病 毒 血 症 腹 泻 头 痛 恶 心 / 呕 吐 肝 脾 肿 大 神 经 麻 痹 脑 病 无 菌 性 脑 膜 炎 (HIV) 头 痛 CSF: 淋 巴 细 胞 怕 光 增 多 蛋 白 轻 度 发 热 少 量 增 加 免 疫 性 血 小 板 减 少 性 紫 癜 易 受 伤 血 小 板 减 少 ( 无 抗 逆 转 录 病 毒 治 疗 ( immune 鼻 出 血 骨 髓 缺 陷 证 据 ) ( 尤 其 是 AZT+/- 强 thrombocytopenic 脾 肿 大 的 松 ) 有 效 ; 顽 固 性 purpura,itp) 病 例 选 用 IVIG 达 那 唑 α 干 扰 素 脾 切 除 疾 病 中 期 (CD ~500 伴 有 高 CD4 + 计 数 的 CXR; 痰 :AFB 1.4 种 药 物 治 疗 方 案 : μl) 活 动 性 肺 部 疾 病 ; 咳 涂 片 和 培 养, 若 异 烟 肼 利 福 平 吡 结 核 分 枝 杆 菌 (TB) 嗽 发 热 失 重 上 无 痰 可 用 支 气 管 嗪 酰 胺 和 乙 胺 丁 醇 肺 浸 润 肺 空 洞 非 镜 ; 血 培 养 AFB 2.HIV 阴 性 患 者 的 治 典 型 表 现 有 伴 有 低 阳 性 达 40%; 肺 疗 原 则 CD4 + 的 肺 门 淋 巴 结 门 或 淋 巴 结 活 检 3.MDR-TB 治 疗 肿 大, 不 伴 有 空 洞 的 4.PPD 皮 试 大 于 5mm 扩 散 性 肺 浸 润, 胸 膜 时 应 该 用 异 烟 肼 预 防 渗 出 液 和 肺 外 疾 病 ( 血 液 淋 巴 结 CNS 泌 尿 生 殖 道 等 ) 卡 波 济 肉 瘤 1. 皮 下 可 触 及 坚 硬 非 柔 软 的 小 结, 或 瘀 斑 样 损 伤 ; 紫 色 棕 色 或 黑 色 组 织 活 检 ; 作 支 气 管 镜 或 内 窥 镜 观 察 内 脏 疾 病 局 部 治 疗 : 放 射 疗 法 冷 冻 疗 法 视 黄 酸 ( 维 生 素 A 酸 ) 长 春 碱 全 身 化 疗 : 最 常 见 的 348

349 2. 口 腔 黏 膜 损 伤 有 阿 霉 素 博 来 霉 素 3. 内 脏 疾 病 : 肠 道 出 或 长 春 碱 (ABV) 血 穿 孔 梗 阻 ; 肺 体 重 明 显 减 轻 时 采 用 部 : 咳 嗽 呼 吸 困 难 HAART(highly active 和 支 气 管 痉 挛 antiretroviral therapy) 4. 疼 痛 水 肿 疗 法 肺 炎 链 球 菌 感 染 鼻 窦 炎 或 肺 炎 ( 表 现 CXR; 痰 阳 性 ; 头 孢 曲 松, 每 日 2g 静 为 咳 嗽 发 热 胸 膜 BAL; 血 培 养 脉 注 射 ( 脑 膜 炎 时 每 炎 胸 痛 ) 胸 膜 渗 出 液 或 12 小 时 一 次 ); 或 头 细 菌 性 脑 膜 炎 CSF 阳 性 孢 噻 肟 及 其 他 敏 感 药 物 HIV 阳 性 患 者 可 选 用 肺 炎 链 球 菌 疫 苗 鹅 口 疮 ( 口 腔 假 丝 酵 母 菌 形 成 假 膜, 擦 去 后 留 刮 取 物 KOH 消 Fliconazole, 首 次 剂 量 病 ) 下 红 斑 或 基 部 出 血 化 ; 培 养 200mg, 然 后 减 半 量 维 持 14 天 ; 克 霉 唑 锭 剂 或 制 霉 菌 素 ( 三 ) 免 疫 性 在 HIV 感 染 过 程 中, 机 体 可 产 生 高 效 价 的 抗 HIV 多 种 蛋 白 的 抗 体, 包 括 抗 gp120 的 中 和 抗 体 这 些 抗 体 主 要 在 急 性 期 降 低 血 清 中 的 病 毒 抗 原 数 量, 但 不 能 清 除 细 胞 内 病 毒, 若 抗 体 为 IgG, 则 在 NK 等 细 胞 的 参 与 下 发 生 ADCC 效 应 HIV 感 染 也 可 引 起 细 胞 免 疫 应 答, 包 括 特 异 性 CTL 和 非 特 异 性 NK 细 胞 的 杀 伤 作 用, 其 中 CTL 对 HIV 感 染 细 胞 的 杀 伤 十 分 重 要, 但 也 不 能 彻 底 清 除 潜 伏 感 染 的 病 毒 三 微 生 物 学 检 查 法 ( 一 ) 病 毒 分 离 培 养 分 离 病 毒 的 敏 感 细 胞 有 T 淋 巴 细 胞 株 新 鲜 分 离 的 正 常 人 淋 巴 细 胞 或 脐 血 淋 巴 细 胞, 后 两 者 预 先 用 PHA 刺 激 并 培 养 3~4 天 后, 加 入 T 细 胞 生 长 因 子, 以 维 持 培 养 物 的 持 续 生 长 以 病 人 的 血 液 单 个 核 细 胞 骨 髓 细 胞 血 浆 或 脑 脊 液 等 为 标 本, 接 种 培 养 时 应 定 期 换 液 和 补 加 PHA 处 理 的 正 常 人 淋 巴 细 胞 经 2~4 周 培 养, 出 现 CPE( 最 明 显 的 是 多 核 巨 细 胞 ) 者 表 明 有 病 毒 生 长 间 接 免 疫 荧 光 法 可 349

350 用 于 检 测 培 养 细 胞 中 的 HIV 抗 原, 或 培 养 液 中 的 逆 转 录 酶 活 性, 以 确 定 HIV 的 存 在 如 出 现 阳 性 反 应, 还 需 经 Western blot 证 实, 并 进 一 步 确 定 其 型 别 ( 二 ) 病 毒 抗 原 测 定 常 用 ELISA 法 检 测 HIV 的 核 心 蛋 白 P24 这 种 抗 原 通 常 出 现 于 急 性 感 染 期, 于 抗 体 产 生 之 前 出 现 在 潜 伏 期 中 常 为 阴 性, 而 AIDS 症 状 出 现 时,P24 又 可 重 新 上 升 P24 检 测 除 用 于 早 期 诊 断 HIV 感 染 外, 还 常 用 于 细 胞 培 养 中 HIV 的 测 定 抗 HIV 药 物 疗 效 的 监 测 及 HIV 感 染 者 发 展 为 AIDS 的 动 态 观 察 此 外, 还 可 应 用 免 疫 印 迹 试 验 检 测 gp41 gp120/gp160 等, 以 帮 助 疾 病 的 诊 断 ( 三 ) 测 定 病 毒 核 酸 1. 原 位 杂 交 (in situ hybridization) HIV 感 染 的 细 胞 中 有 病 毒 RNA 或 整 合 入 细 胞 基 因 组 中 的 原 病 毒, 用 标 记 克 隆 的 HIV cdna 片 段, 与 患 者 血 细 胞 或 组 织 切 片 进 行 杂 交, 可 显 示 病 毒 感 染 的 原 始 部 位 2.RT-PCR 在 无 症 状 感 染 者 外 周 血 细 胞 中, 只 有 极 少 量 的 病 毒, 用 常 规 核 酸 杂 交 法 和 抗 原 测 定 法 极 难 查 出, 而 用 RT-PCR 技 术 能 得 到 很 高 的 阳 性 率 ( 拷 贝 /ml 以 上 有 诊 断 价 值 ) 此 外,PCR 可 用 于 扩 增 前 病 毒 DNA 或 某 些 特 异 性 基 因 片 段, 以 诊 断 HIV 感 染 或 进 行 序 列 分 析 和 抗 逆 转 录 药 物 的 耐 药 性 研 究 3. 病 毒 载 量 病 毒 载 量 试 验 是 对 感 染 者 体 内 游 离 病 毒 RNA 含 量 的 定 量 检 测 可 利 用 逆 转 录 酶 将 病 毒 RNA 逆 转 录 为 cdna, 然 后 进 行 荧 光 实 时 定 量 PCR 检 测 ( 四 ) 血 清 学 诊 断 常 用 方 法 有 :1 应 用 基 因 工 程 HIV 蛋 白 或 人 工 合 成 多 肽 代 替 传 统 提 纯 的 病 毒 抗 原 建 立 的 的 ELISA 法, 用 作 抗 体 检 测 以 初 筛, 阳 性 者 再 行 重 复 试 验 确 证 试 验 2 将 HIV 感 染 的 细 胞 固 定 于 玻 片, 用 间 接 荧 光 法 检 测 血 清 中 的 抗 体, 阳 性 结 果 尚 需 作 确 证 试 验 3HIV 抗 原 致 敏 红 细 胞 或 有 色 明 胶 颗 粒, 建 立 测 定 抗 体 的 间 接 凝 集 试 验, 此 法 简 便 快 速, 宜 用 作 筛 选 试 验 4 免 疫 印 迹 法 可 用 于 分 析 成 分 复 杂 的 抗 原 抗 体 系 统, 其 敏 感 性 和 特 异 性 均 很 高, 且 可 同 时 测 得 各 类 HIV 抗 体, 是 HIV 血 清 学 检 测 中 最 常 用 的 确 证 性 试 验, 被 用 来 确 定 ELISA 间 接 免 疫 荧 光 凝 集 试 验 的 阳 性 结 果, 以 排 除 假 阳 性 但 因 该 法 复 杂, 成 本 高, 不 宜 用 作 流 行 病 学 调 查 和 筛 选 献 血 员 5 以 SPA 作 为 免 疫 复 合 物 沉 淀 剂, 用 放 射 性 核 素 标 记 的 HIV 蛋 白, 与 待 检 血 清 作 放 射 免 疫 分 析 350

351 ( 五 )CD4 + T 细 胞 计 数 运 用 流 式 细 胞 仪 (FCM) 进 行 CD4 + T 细 胞 记 数, 是 判 定 HIV 感 染 治 疗 效 果 的 指 标 如 有 HIV 感 染,CD4 + T 细 胞 记 数 < /L 时, 为 抗 逆 转 录 病 毒 药 物 治 疗 的 指 征 < /L 时, 应 立 刻 进 行 卡 氏 肺 孢 子 虫 的 预 防 治 疗 < /L 时, 易 感 染 巨 细 胞 病 毒 和 结 核 分 枝 杆 菌 凡 是 疑 为 HIV 感 染 者, 应 经 常 进 行 CD4 + T 细 胞 计 数,CD4 + T 细 胞 数 量 持 续 下 降 是 更 换 治 疗 方 案 的 指 征 四 防 治 原 则 AIDS 患 者 遍 布 全 世 界 150 多 个 国 家 和 地 区, 据 报 道, 截 止 2000 年 12 月, HIV 感 染 者 已 达 万 之 众, 已 有 万 人 死 于 HIV 感 染 目 前, 世 界 范 围 内 每 天 约 有 人 感 染 HIV, 包 括 名 不 满 15 岁 的 儿 童 我 国 自 1985 年 发 现 首 例 AIDS 以 来, 感 染 人 数 逐 年 快 速 增 长 HIV 感 染 者 的 高 死 亡 率 和 该 病 毒 传 播 的 惊 人 速 度, 日 益 受 到 WHO 和 许 多 国 家 的 高 度 重 视 ( 一 ) 非 医 疗 措 施 包 括 :1 广 泛 开 展 宣 传 教 育, 普 及 AIDS 的 传 播 途 径 和 预 防 知 识, 杜 绝 性 滥 交 和 吸 毒 等 2 建 立 和 加 强 对 HIV 感 染 的 监 测 体 系, 及 时 了 解 流 行 状 况, 采 取 应 对 措 施 3 加 强 进 出 口 管 理, 严 格 国 境 检 疫, 防 止 传 入 4 应 对 供 血 者 作 HIV 及 其 抗 体 检 测, 保 证 血 源 的 安 全 性 ( 二 ) 疫 苗 研 制 尚 未 获 得 理 想 的 疫 苗, 在 疫 苗 研 究 中 遇 到 的 最 大 难 题 仍 然 是 HIV 包 膜 的 高 度 变 异 性, 这 包 括 gp120 内 的 高 变 区 V3 肽 段, 其 中 含 有 GP-GRA 氨 基 酸 序 列, 是 与 中 和 抗 体 结 合 的 结 构 域, 也 即 与 宿 主 细 胞 表 面 CD4 分 子 结 合 的 部 位 寻 找 能 够 诱 导 中 和 抗 体 产 生 的 病 毒 保 守 序 列, 可 能 是 突 破 疫 苗 研 究 难 题 的 关 键 目 前 的 研 究 主 要 有 以 下 几 方 面 :1 基 因 工 程 疫 苗 :HIV 包 膜 糖 蛋 白 gp160 gp41 和 gp120 已 成 功 表 达 于 原 核 和 真 核 细 胞, 这 些 基 因 工 程 的 表 达 产 物 具 有 诱 导 产 生 中 和 抗 体 和 特 异 性 细 胞 免 疫 的 作 用, 对 相 同 包 膜 抗 原 的 病 毒 株 感 染 有 抵 抗 作 用 2 人 工 合 成 疫 苗 : 根 据 HIV 与 CD4 分 子 结 合 部 位 的 氨 基 酸 序 列 (gp120 的 V3 肽 ), 合 成 HIV 的 寡 肽 疫 苗 3 重 组 活 疫 苗 : 即 用 业 已 成 功 应 用 于 某 些 疾 病 预 防 的 活 疫 苗 为 载 体 ( 如 痘 苗 脊 髓 灰 质 炎 活 疫 苗 等 ), 插 入 HIV 的 某 种 基 因 ( 如 gp160 gp120 等 基 因 ), 构 建 成 重 组 活 疫 苗 此 类 疫 苗 已 应 用 于 志 愿 者 接 种, 并 表 明 在 诱 导 细 胞 免 疫 方 面 有 较 强 的 作 用 此 外, 也 有 在 上 述 基 因 重 组 的 基 础 上, 转 入 IL-12 或 INF- 351

352 γ 基 因, 以 共 表 达 这 些 细 胞 因 子, 达 到 促 进 T H 1 诱 导 抗 HIV 感 染 的 目 的 4HIV 突 变 株 疫 苗 : 虽 有 研 究, 但 因 很 难 保 证 其 安 全 性, 难 以 应 用 于 人 体 此 类 研 究, 主 要 是 通 过 敲 除 HIV 的 毒 性 基 因 而 达 减 毒 之 目 的, 如 敲 除 了 nef-ltr 基 因 的 HIV 澳 大 利 亚 突 变 株 等 ( 三 ) 抗 病 毒 药 物 治 疗 抗 HIV 的 药 物 包 括 三 大 类 :1 核 苷 类 药 物 : 系 逆 转 录 酶 抑 制 剂, 可 干 扰 HIV 的 DNA 合 成, 常 用 者 有 叠 氮 胸 苷 (AZT) 双 脱 氧 次 黄 嘌 呤 (dideoxyinosine,ddi) 双 脱 氧 胸 苷 (dideoxycytidine,ddc) 拉 米 夫 定 等 2 非 核 苷 类 药 物 : 其 作 用 与 核 苷 类 药 物 一 样, 具 有 抑 制 逆 转 录 酶 的 作 用, 诸 如 delavirdine nevirapine 等 3 蛋 白 酶 抑 制 剂 : 例 如 saquinavir ritonavir indinavir nelfinavir 等, 其 作 用 是 抑 制 HIV 蛋 白 酶 的 作 用, 导 致 大 分 子 聚 合 蛋 白 的 裂 解 受 阻, 影 响 病 毒 的 装 配 与 成 熟 三 类 药 物 除 分 别 应 用 外, 也 可 采 取 联 合 用 药, 以 迅 速 降 低 患 者 体 液 中 HIV-RNA 含 量, 延 缓 病 程 进 展 第 二 节 人 类 嗜 T 细 胞 病 毒 Ⅰ 型 Ⅱ 型 人 类 嗜 T 细 胞 病 毒 (HTLV), 是 20 世 纪 70 年 代 后 期 发 现 的 第 一 个 人 类 逆 转 录 病 毒, 有 Ⅰ 型 (HTLV-Ⅰ) 和 Ⅱ 型 (HTLV-Ⅱ) 之 分, 分 别 是 引 起 T 细 胞 白 血 病 和 毛 细 胞 白 血 病 的 病 原 体 属 逆 转 录 病 毒 科 的 RNA 肿 瘤 病 毒 亚 科 HTLV-Ⅰ 可 通 过 输 血 注 射 或 性 接 触 等 途 径 传 播, 也 可 经 胎 盘 产 道 或 哺 乳 等 垂 直 传 播 一 生 物 学 性 状 电 镜 下 两 型 HTLV 呈 球 形, 直 径 约 100nm, 中 心 为 病 毒 的 RNA 和 逆 转 录 酶, 最 外 层 系 病 毒 的 包 膜, 其 表 面 嵌 有 gp120, 能 与 CD4 结 合 而 介 导 病 毒 的 感 染 包 膜 内 有 病 毒 的 衣 壳, 含 有 P18 和 P24 两 种 结 构 蛋 白 病 毒 的 基 因 组 自 5 至 3 端 依 次 为 gag pol 和 env 三 个 结 构 基 因 以 及 tax rex 两 个 调 节 基 因, 其 两 端 均 为 LTR gag 等 三 个 结 构 基 因 的 功 能 与 HIV 的 结 构 基 因 相 似 ;tax 基 因 能 够 编 码 一 种 反 式 激 活 因 子, 一 方 面 活 化 LTR, 促 进 病 毒 基 因 的 转 录, 另 一 方 面 可 活 化 宿 主 细 胞 IL-2 及 其 受 体 的 基 因, 发 挥 细 胞 促 生 长 作 用 ;rex 基 因 可 表 达 两 种 对 病 毒 结 构 基 因 有 调 节 作 用 的 蛋 白 两 类 调 节 基 因 与 HIV 调 节 基 因 的 比 较 见 表 33-3 两 型 HTLV 的 基 因 组 同 源 性 达 50% 表 33-3 人 类 免 疫 缺 陷 病 毒 与 人 类 嗜 T 淋 巴 细 胞 病 毒 的 调 节 蛋 白 352

353 病 毒 调 节 基 因 蛋 白 质 功 能 HIV tat TAT 增 强 病 毒 的 转 录 效 率 HTLV tax TAX 作 用 与 TAT 相 同 HIV rev REV 转 运 病 毒 结 构 蛋 白 的 mrna HTLV rex REX 作 用 与 REV 相 同 HIV nef NEF 转 录 的 阴 性 调 节 因 子 HIV vif VIF 促 进 正 出 芽 的 病 毒 成 熟 二 致 病 性 与 免 疫 性 两 型 HTLV 均 可 通 过 其 表 面 包 膜 糖 蛋 白 与 易 感 细 胞 的 CD4 分 子 结 合 而 感 染, 受 染 细 胞 可 发 生 转 化 而 恶 变, 其 机 制 尚 不 十 分 清 楚 目 前 研 究 表 明, 逆 转 录 病 毒 诱 导 癌 症 发 生 的 机 制 主 要 有 三 种 :1 病 毒 通 过 激 活 宿 主 细 胞 癌 基 因 (C-onc) 诱 发 癌 变 HTLV-Ⅰ 和 HTLV-Ⅱ 既 无 目 前 已 知 的 病 毒 癌 基 因 (V-onc), 也 不 会 在 其 基 因 组 插 入 宿 主 细 胞 时 活 化 与 其 相 邻 的 细 胞 癌 基 因 因 此 不 会 通 过 此 种 机 制 使 细 胞 癌 变, 这 与 Rous 鸡 肉 瘤 病 毒 禽 类 白 血 病 病 毒 和 鼠 白 血 病 病 毒 等 RNA 肿 瘤 病 毒 不 同 已 经 发 现 诸 如 Rous 鸡 肉 瘤 病 毒 等 动 物 逆 转 录 病 毒 的 癌 基 因 (V-onc) 达 25 种 以 上, 而 在 人 逆 转 录 病 毒 中 无 一 发 现 2 插 入 突 变 即 逆 转 录 病 毒 插 入 特 定 的 细 胞 基 因 组 部 位, 引 起 细 胞 基 因 的 异 常 表 达, 致 使 细 胞 的 生 长 失 控, 此 类 细 胞 基 因 称 为 原 癌 基 因 (proto-oncogenes) 由 此 机 制 导 致 的 人 类 肿 瘤 尚 无 报 道 3HTLV-Ⅰ 和 HTLV-Ⅱ 所 导 致 的 T 淋 巴 细 胞 白 血 病 系 第 三 种 机 制, 是 一 多 阶 段 演 变 过 程, 在 此 过 程 中, 病 毒 首 先 与 CD4 + 细 胞 结 合 并 活 化 受 染 细 胞, 细 胞 膜 上 表 达 IL-2 受 体, 进 而 经 病 毒 的 逆 转 录 酶 作 用 形 成 病 毒 DNA, 并 整 合 于 宿 主 细 胞 染 色 体 形 成 前 病 毒 在 病 毒 tax 基 因 产 物 的 作 用 下,CD4 + 细 胞 IL-2 及 其 受 体 的 基 因 异 常 表 达, 使 受 染 细 胞 大 量 增 殖 带 有 前 病 毒 的 宿 主 细 胞 可 因 病 毒 DNA 整 合 部 位 的 多 样 性, 转 化 成 不 同 的 细 胞 克 隆, 并 在 细 胞 继 续 增 殖 过 程 中, 某 一 克 隆 的 某 一 细 胞 DNA 发 生 突 变 而 演 变 成 白 血 病 细 胞, 进 而 形 成 白 血 病 细 胞 克 隆 由 HTLV 感 染 CD4 + 细 胞 到 白 血 病 细 胞 克 隆 的 形 成 大 约 需 要 3~6 周 的 时 间 HTLV-Ⅰ 可 经 输 血 注 射 或 性 接 触 等 传 播, 也 可 通 过 胎 盘 产 道 或 哺 乳 等 途 径 垂 直 传 播 HTLV-Ⅰ 导 致 的 成 人 T 淋 巴 细 胞 白 血 病, 在 加 勒 比 海 地 区 南 美 东 北 部 日 本 西 南 部 以 及 非 洲 的 某 些 地 区 呈 地 方 性 流 行 我 国 也 在 部 分 沿 海 地 区 发 现 少 数 病 例 HTLV-Ⅰ 感 染 通 常 是 无 症 状 的, 但 受 染 者 发 展 为 成 人 T 淋 巴 细 胞 白 353

354 血 病 的 几 率 为 1/20,CD4 + T 细 胞 的 恶 性 增 生 可 呈 急 性 或 慢 性, 出 现 淋 巴 细 胞 数 异 常 升 高 淋 巴 结 病 肝 脾 肿 大 的 临 床 表 现, 也 可 见 斑 点 丘 疹 样 小 结 和 剥 脱 性 皮 炎 等 皮 肤 损 伤 强 直 性 下 肢 轻 瘫 是 HTLV-Ⅰ 感 染 相 关 的 第 二 类 综 合 征, 系 慢 性 进 行 性 神 经 系 统 紊 乱, 表 现 为 两 侧 下 肢 无 力 麻 木 背 痛, 也 可 出 现 膀 胱 刺 激 症 状 在 某 些 人 群,HTLV-Ⅱ 的 感 染 率 较 高, 如 注 射 药 物 使 用 者 等 三 微 生 物 学 检 查 病 毒 分 离 采 用 PHA 处 理 的 患 者 淋 巴 细 胞, 加 入 含 IL-2 的 营 养 液 培 养 3~6 周, 电 镜 观 察 病 毒 颗 粒, 并 检 测 上 清 液 逆 转 录 酶 活 性, 最 后 用 免 疫 血 清 或 单 克 隆 抗 体 鉴 定 抗 体 检 测 可 用 ELISA 法 间 接 IFA 和 胶 乳 凝 集 法, 也 可 用 免 疫 印 迹 法 和 PCR 法 等 检 测 抗 原 或 病 原 体 血 液 中 HTLV-Ⅰ 抗 体 的 存 在 即 可 诊 断 为 该 病 毒 感 染 ; 而 血 液 中 异 常 淋 巴 细 胞 数 量 的 大 量 增 生, 同 时 证 实 这 些 淋 巴 细 胞 中 有 HTLV- ⅠDNA, 则 可 支 持 成 人 T 淋 巴 细 胞 白 血 病 的 诊 断 四 防 治 原 则 成 人 T 淋 巴 细 胞 白 血 病 主 要 采 取 化 疗, 但 对 HTLV-Ⅰ 的 抵 抗 效 果 不 佳 ;AZT 和 其 他 逆 转 录 酶 抑 制 剂 能 够 有 效 的 对 抗 细 胞 培 养 中 的 HTLV-Ⅰ 预 防 HTLV 感 染 的 措 施 包 括 ; 象 预 防 HIV 感 染 一 样, 加 强 卫 生 知 识 的 宣 传 避 免 与 患 者 的 体 液 尤 其 是 血 液 或 精 液 等 接 触, 对 供 血 者 可 行 HTLV 抗 体 检 测, 保 证 血 源 的 安 全 性 在 美 国,1988 年 起 已 开 始 对 血 库 的 血 源 作 HTLV-Ⅰ 和 HTLV-Ⅱ 的 测 定 ; 强 化 对 HTLV 感 染 的 监 测, 及 时 了 解 流 行 状 况, 采 取 应 对 措 施 ; 严 格 国 境 检 疫, 防 止 传 入 思 考 题 1. 简 述 逆 转 录 病 毒 的 共 同 特 征 2. 简 述 HIV 的 形 态 结 构 复 制 过 程 第 三 十 四 章 其 他 病 毒 ( 许 化 溪 ) 第 一 节 狂 犬 病 病 毒 狂 犬 病 病 毒 (rabies virus) 是 一 种 嗜 神 经 病 毒, 系 急 性 致 死 性 中 枢 神 经 系 统 疾 病 ( 狂 犬 病 ) 的 病 原 体, 归 类 于 弹 状 病 毒 科 (Rhabdoviridae) 的 狂 犬 病 病 毒 属 (Lyssavirus) 主 要 传 播 于 狼 狐 狸 臭 鼬 和 蝙 蝠 等 野 生 动 物 和 犬 猫 等 家 养 宠 354

355 物 中, 人 可 因 带 毒 动 物 咬 伤 或 搔 伤 而 感 染 一 生 物 学 特 性 狂 犬 病 病 毒 形 似 子 弹 状, 大 小 为 ~300nm( 图 34-1) 病 毒 核 心 系 由 个 核 苷 酸 构 成 的 单 负 链 RNA, 其 外 绕 有 螺 旋 对 称 的 核 衣 壳 (nucleoprotein,n 蛋 白 ), 表 面 尚 有 嵌 着 糖 蛋 白 刺 突 (glycoprotein,g 蛋 白 ) 的 包 膜, 刺 突 与 病 毒 感 染 性 和 毒 力 有 关 除 G 蛋 白 和 N 蛋 白 外, 狂 犬 病 病 毒 还 有 衣 壳 基 质 蛋 白 (matrix protein1,m1 蛋 白 ) 包 膜 基 质 蛋 白 (matrix protein2,m2 蛋 白 ) 转 录 酶 蛋 白 (large protein,l 蛋 白 ) 以 及 P43 P40 微 小 蛋 白 其 中,M 蛋 白 分 子 量 为 , 是 病 毒 最 主 要 的 组 成 成 分 之 一, 构 成 病 毒 衣 壳 ; 分 子 量 为 的 G 蛋 白, 系 病 毒 的 表 面 成 分, 具 有 嗜 神 经 细 胞 的 特 性, 可 刺 激 机 体 产 生 中 和 抗 体, 被 作 为 疫 苗 研 究 的 重 要 成 分 ;L 蛋 白, 分 子 量 为 , 系 RNA 转 录 酶 ;M1 蛋 白, 分 子 量 , 是 病 毒 属 群 特 异 性 抗 原 ;M2 也 是 病 毒 的 表 面 抗 原, 分 子 量 约 病 毒 的 动 物 感 染 范 围 较 广, 在 易 感 细 胞 ( 动 物 和 人 的 中 枢 神 经 细 胞 ), 如 大 脑 海 马 回 锥 体 细 胞 中 增 殖 时, 可 形 成 胞 浆 内 嗜 酸 性 包 涵 体 (Negri body, 内 基 小 体 ), 在 狂 犬 病 的 诊 断 上 有 重 要 价 值 ( 图 34-1) 过 去 曾 认 为 狂 犬 病 病 毒 仅 有 一 个 血 清 型, 然 而 近 年 来 研 究 表 明, 从 不 同 动 物 分 离 的 病 毒 株 的 胞 膜 抗 原 结 构 培 养 特 性 等 有 着 明 显 差 异 进 一 步 应 用 单 克 隆 抗 体 技 术 可 将 病 毒 分 为 6 个 血 清 型, 包 括 : 血 清 1 型 ( 典 型 标 准 病 毒 株 ) 血 清 2 型 ( 标 准 拉 各 斯 蝙 蝠 病 毒,Lagos-bat virus) 血 清 3 型 ( 莫 科 拉 病 毒, Mokola virus) 355

356 血 清 4 型 为 花 纹 海 格 病 毒 (Duvenhage virus) 血 清 5 型 (Obodhiang 病 毒 原 型 株 ) 和 血 清 6 型 (Kotonkan 病 毒 原 型 株 ) 该 病 毒 对 外 界 的 抵 抗 力 不 强, 可 被 有 机 溶 剂 或 表 面 活 性 剂 等 灭 活 病 毒 对 蛋 白 溶 解 酶 紫 外 线 和 X 线 敏 感,pH4.0 以 下 和 ph10 以 上 均 可 抑 制 病 毒 活 性 ; 不 耐 热,40 4 小 时 或 分 钟 可 灭 活 病 毒, 但 于 -70 或 冷 冻 干 燥 条 件 下 能 存 活 数 年 二 致 病 性 与 免 疫 性 狂 犬 病 病 毒 感 染 导 致 狂 犬 病, 多 系 狂 犬 或 其 他 带 毒 动 物 咬 伤 所 致 狂 犬 和 带 毒 动 物 的 唾 液 中 含 有 病 毒, 人 被 咬 伤 后, 病 毒 可 经 伤 口 侵 入 人 体 并 在 伤 口 局 部 增 殖, 增 殖 的 病 毒 进 入 周 围 神 经 并 沿 传 入 神 经 轴 索 和 其 外 间 隙 上 行, 经 背 根 节 和 脊 髓 至 中 枢 神 经 系 统, 病 毒 在 神 经 细 胞 内 大 量 增 殖 损 伤 脑 干 和 小 脑 等 中 枢 神 经 系 统 此 后, 病 毒 又 经 传 出 神 经 播 散 至 全 身, 大 量 分 布 于 唾 液 腺 舌 部 味 蕾 毛 囊 皮 脂 腺 嗅 神 经 上 皮 细 胞 等 处 因 迷 走 神 经 核 舌 咽 神 经 核 舌 下 神 经 核 损 伤, 可 出 现 呼 吸 肌 舌 咽 肌 痉 挛 而 表 现 出 呼 吸 困 难 和 吞 咽 困 难 等 症 状, 甚 至 闻 水 声 即 引 起 痉 挛 发 作, 故 有 恐 水 症 (hydrophobia) 之 称 ; 脊 髓 等 处 损 伤 则 导 致 各 种 瘫 痪 ; 交 感 神 经 可 因 病 毒 感 染 的 刺 激 而 使 唾 液 腺 和 汗 腺 分 泌 增 加 上 述 兴 奋 性 表 现 经 3~5 天 后 转 入 麻 痹 状 态, 病 人 可 出 现 昏 迷 呼 吸 和 循 环 衰 竭, 病 死 率 几 乎 是 100% 该 病 的 潜 伏 期 约 为 1~3 个 月, 但 也 有 不 到 一 周 或 长 达 数 年 之 久 的 病 例, 潜 伏 期 的 长 短 与 被 狂 犬 咬 伤 部 位 距 头 部 的 远 近 相 关, 也 取 决 于 伤 口 内 感 染 的 病 毒 量 病 毒 的 N 蛋 白 和 G 蛋 白 含 有 刺 激 中 和 抗 体 产 生 及 T 细 胞 识 别 表 位 动 物 试 验 研 究 表 明, 感 染 狂 犬 病 病 毒 后 机 体 可 产 生 特 异 性 的 体 液 和 细 胞 免 疫, 可 能 系 这 些 蛋 白 诱 导 机 体 产 生 中 和 抗 体 和 CD4 阳 性 或 CD8 阳 性 T 细 胞 的 结 果, 这 在 对 抗 或 预 防 狂 犬 病 病 毒 感 染 方 面 发 挥 着 重 要 作 用 三 微 生 物 学 检 查 法 人 被 狂 犬 咬 伤 是 感 染 狂 犬 病 病 毒 的 主 要 途 径, 一 旦 被 犬 咬 伤, 及 时 检 查 动 物 是 否 患 有 狂 犬 病 十 分 重 要 做 法 是 :1 隔 离 观 察, 因 病 毒 感 染 动 物 后, 于 发 病 前 5 天 其 唾 液 中 便 可 存 有 病 毒, 故 观 察 7~10 天 仍 不 发 病, 则 表 明 该 动 物 并 非 狂 犬 或 其 唾 液 中 无 病 毒 2 检 查 病 毒 抗 原, 即 将 观 察 期 间 发 病 的 动 物 处 死, 取 其 大 脑 海 马 回 部 位 组 织 作 印 片 和 作 组 织 切 片, 用 免 疫 荧 光 法 检 测 病 毒 抗 原 和 染 色 后 观 察 356

357 内 基 小 体 对 患 者 可 应 用 免 疫 荧 光 方 法 和 免 疫 酶 技 术 检 测 患 者 唾 液 或 某 些 组 织 标 本 中 的 病 毒 抗 原 ; 也 可 通 过 RT-PCR 法 扩 增 病 毒 的 RNA, 或 采 取 病 人 唾 液 脑 脊 液 以 及 死 后 脑 组 织 接 种 动 物, 以 分 离 病 毒, 但 需 时 长 敏 感 性 低 ; 患 者 血 清 中 存 在 抗 病 毒 抗 体, 可 应 用 中 和 试 验 补 体 结 合 试 验 间 接 血 凝 试 验 免 疫 荧 光 和 ELISA 进 行 测 定, 尤 其 是 ELISA 应 用 广 泛, 抗 体 仅 在 患 者 出 现 临 床 症 状 后 方 可 检 出, 对 临 床 诊 断 意 义 不 大 四 防 治 原 则 一 旦 患 有 狂 犬 病 则 难 以 治 愈, 因 此 狂 犬 病 的 预 防 十 分 重 要 主 要 预 防 措 施 是 捕 杀 野 犬 严 管 家 犬 给 家 犬 注 射 疫 苗 发 现 人 被 犬 咬 伤 应 立 即 采 取 以 下 措 施 : 1 立 即 20% 的 肥 皂 水 0.1% 新 洁 尔 灭 或 清 水 反 复 冲 洗 犬 咬 伤 口, 然 后 用 70% 乙 醇 和 碘 酒 涂 擦 2 于 伤 口 周 围 浸 润 注 射 高 效 价 狂 犬 病 病 毒 抗 血 清, 也 可 采 取 肌 肉 注 射, 以 进 行 被 动 免 疫, 注 射 剂 量 为 20IU/kg 3 接 种 狂 犬 疫 苗 该 病 的 潜 伏 期 较 长, 因 此 早 期 接 种 疫 苗 可 预 防 发 病, 若 抗 血 清 与 疫 苗 联 用 则 更 为 有 效 目 前, 我 国 使 用 的 疫 苗, 系 用 地 鼠 肾 原 代 细 胞 或 二 倍 体 细 胞 培 养 制 备 的 灭 活 疫 苗, 分 别 于 天 各 肌 注 一 次, 其 免 疫 效 果 好 且 副 作 用 少 应 用 痘 苗 或 腺 病 毒 作 载 体, 构 建 表 达 狂 犬 病 病 毒 G 蛋 白 的 重 组 疫 苗, 正 试 用 于 志 愿 者 和 动 物, 其 效 果 和 安 全 性 尚 待 进 一 步 研 究 确 定 此 外, 对 有 接 触 狂 犬 病 病 毒 可 能 的 人 员 ( 兽 医 动 物 管 理 员 及 野 外 工 作 者 等 ), 也 应 进 行 狂 犬 病 疫 苗 的 预 防 接 种 第 二 节 人 乳 头 瘤 病 毒 人 乳 头 瘤 病 毒 ( human papilloma virus,hpv ), 归 类 于 乳 多 空 病 毒 科 (Papovaviridae) 的 乳 头 瘤 病 毒 属, 是 引 起 皮 肤 黏 膜 的 寻 常 疣 扁 平 疣 和 尖 锐 湿 疣 ( 生 殖 器 疣 / 性 病 疣 ) 的 病 原 体, 并 与 宫 颈 癌 的 发 生 有 密 切 关 系 一 生 物 学 特 性 HPV 系 无 包 膜 球 形 病 毒, 直 径 为 50nm; 病 毒 的 核 心 为 双 链 DNA; 病 毒 衣 壳 由 两 种 结 构 蛋 白 构 成 的 72 个 壳 微 粒 组 成, 为 20 面 体 因 为 HPV 的 分 离 培 养 尚 未 成 功, 故 其 分 类 是 基 于 DNA 的 同 源 性 根 据 病 毒 的 DNA 测 序,HPV 至 少 可 分 为 77 个 型, 各 型 间 的 基 因 相 似 度 小 于 50%; 若 相 似 度 大 于 50%, 而 限 制 性 内 切 酶 谱 不 同 者 为 HPV 亚 型 病 毒 基 因 组 有 三 种 存 在 形 式, 即 共 价 结 合 的 闭 合 环 状 DNA 超 螺 旋 结 构 开 357

358 放 的 环 状 结 构 和 线 状 结 构 由 三 个 基 因 区 组 成, 包 括 含 有 7 个 早 期 开 放 读 框 的 早 期 区 (E), 有 2 个 晚 期 开 放 读 框 的 晚 期 区 (L) 和 无 编 码 的 上 游 调 节 区 (URR) 早 期 区 编 码 与 HPV 复 制 转 录 和 细 胞 转 化 相 关 的 蛋 白 (E5 E6 E7); 晚 期 区 编 码 HPV 的 结 构 蛋 白, 诸 如 组 成 病 毒 衣 壳 的 主 要 衣 壳 蛋 白 L1 和 次 要 衣 壳 蛋 白 L2 E6 和 E7 基 因 与 受 染 细 胞 的 转 化 和 肿 瘤 发 生 有 密 切 关 系, 发 挥 癌 基 因 功 能, 其 基 因 产 物 可 与 宿 主 细 胞 抑 癌 基 因 编 码 蛋 白 P53 和 Rb 基 因 产 物 P110 rh 结 合, 阻 碍 P53 和 P110 rh 抑 制 细 胞 的 分 裂 和 增 殖, 使 细 胞 从 正 常 向 恶 性 转 变 HPV 对 皮 肤 及 黏 膜 上 皮 细 胞 具 有 高 亲 嗜 性, 病 毒 在 细 胞 内 的 复 制 受 其 分 化 阶 段 的 影 响 病 毒 的 感 染 和 复 制, 诱 导 上 皮 细 胞 增 生, 使 表 皮 变 厚 可 伴 有 棘 层 增 生 和 一 定 程 度 的 表 皮 角 质 化, 颗 粒 层 可 见 核 内 嗜 碱 性 包 涵 体 上 皮 增 生 所 形 成 的 乳 头 状 瘤 即 称 为 疣 (warts) 这 种 增 生 呈 局 部 的 且 通 常 自 发 性 退 行 性 变,HPV 的 基 因 组 存 在 于 转 化 的 细 胞 内, 也 可 通 过 促 进 细 胞 增 殖 或 延 长 上 皮 细 胞 的 寿 命, 维 持 肿 瘤 生 长 目 前,HPV 的 体 外 培 养 尚 未 成 功 二 致 病 性 与 免 疫 性 HPV 的 传 播, 主 要 是 通 过 与 感 染 者 病 变 部 位 或 被 污 染 物 品 的 直 接 接 触 生 殖 器 感 染 主 要 是 性 接 触 传 播 ; 有 增 多 趋 势 的 婴 幼 儿 尖 锐 湿 疣, 多 系 分 娩 过 程 或 出 生 后 与 母 体 的 密 切 接 触 传 染 所 致 ; 少 数 患 者 则 可 通 过 内 裤 浴 巾 浴 盆 等 生 活 用 品 感 染 近 年 来, 我 国 HPV 带 毒 者 明 显 增 多, 生 殖 器 感 染 已 占 我 国 性 病 的 第 二 位 病 毒 感 染 局 限 于 局 部, 不 引 起 病 毒 血 症 HPV 感 染 性 疾 病 的 潜 伏 期 通 常 为 3 个 月, 也 有 短 至 1 个 月 或 长 达 6 个 月 以 上 者 男 性 生 殖 器 ( 阴 囊 少 见 ) 及 周 围 皮 肤, 女 性 生 殖 道 宫 颈 及 肛 周 等 部 位 均 是 疾 病 的 好 发 部 位 其 临 床 表 现 限 于 感 染 局 部, 可 因 病 变 发 生 的 部 位 不 同 而 异 : 1 皮 肤 损 伤 的 改 变 : 在 皮 肤 黏 膜 交 界 处 可 见 多 发 性 乳 头 瘤 样 或 疣 状 损 伤 ; 在 温 度 较 低 和 干 燥 部 位 则 表 现 为 小 而 扁 平 的 疣 状 改 变 ( 如 生 殖 器 疣 ); 温 湿 部 位 的 病 变 常 呈 丝 状 或 乳 头 样, 易 融 合 成 团 2 其 他 表 现 : 如 小 的 湿 疣 可 有 患 处 痛 痒 感 ; 直 肠 内 大 湿 疣 有 里 急 后 重 之 感 ; 阴 道 宫 颈 湿 疣 可 呈 白 带 增 多 或 引 起 性 交 疼 痛 此 外, 不 同 HPV 型 别 侵 犯 的 部 位 和 所 致 疾 病 不 尽 相 同 ( 表 34-1) 表 34-1 HPV 的 型 别 与 其 相 关 性 疾 病 HPV 型 别 相 关 疾 病 358

359 1 4 跖 疣 寻 常 疣 扁 平 疣 7 40 屠 夫 寻 常 疣 疣 状 表 皮 增 生 性 异 常 尖 锐 湿 疣 喉 乳 头 瘤 口 腔 乳 头 瘤 宫 颈 上 皮 细 胞 内 赘 生 物 ( cervical intraepithelial neoplasia,cin)Ⅰ Ⅱ Ⅲ; 与 宫 颈 癌 相 关 HPV 在 细 胞 内 的 存 在 方 式 与 细 胞 发 生 癌 变 的 可 能 性 相 关 病 毒 DNA 若 游 离 存 在 于 宿 主 细 胞, 病 变 往 往 为 良 性, 若 病 毒 DNA 整 合 于 受 染 细 胞 则 易 导 致 细 胞 癌 变 病 毒 E6 E7 基 因 及 其 表 达 产 物 与 细 胞 发 生 癌 变 密 切 相 关 HPV 感 染 后 可 刺 激 机 体 产 生 特 异 性 抗 体, 但 对 机 体 并 无 保 护 作 用 机 体 的 细 胞 免 疫 与 抗 HPV 感 染 相 关, 细 胞 免 疫 功 能 低 下 者 易 发 此 病 三 微 生 物 学 检 查 法 疣 可 以 通 过 显 微 镜 观 察 其 组 织 学 特 性 而 证 实, 包 括 细 胞 增 殖 和 角 质 化 见 有 中 空 细 胞 的 鳞 状 上 皮 细 胞 聚 集 成 团, 提 示 有 HPV 感 染 免 疫 荧 光 和 免 疫 过 氧 化 物 酶 技 术 可 用 以 检 测 HPV 抗 原, 并 借 助 电 镜 观 察 病 毒 体 形 态 ( 图 34-2) 应 用 HPV 分 子 探 针 作 核 酸 杂 交, 用 于 检 测 病 毒 的 DNA, 有 助 于 宫 颈 拭 子 和 组 织 标 本 中 有 无 HPV 基 因 组 的 判 断 ;PCR 法 也 可 用 以 扩 增 标 本 中 的 HPV 核 酸 HPV 不 能 生 长 于 体 外 培 养 的 细 胞 中, 因 此 病 毒 的 分 离 培 养 尚 未 开 展 HPV 抗 体 的 测 定 可 用 于 该 病 毒 感 染 的 流 行 病 学 调 查, 但 很 少 用 于 疾 病 的 诊 断 359

360 图 34-2 电 镜 下 聚 集 成 簇 的 HPV(x80 000) 四 防 治 原 则 接 种 福 尔 马 林 灭 活 的 HPV 疫 苗 或 病 人 损 伤 部 位 制 备 的 自 身 疫 苗 可 发 挥 一 定 的 效 应, 但 未 被 广 泛 应 用 鉴 于 HPV 与 肿 瘤 发 生 的 关 系, 疫 苗 的 研 究 和 应 用 更 显 得 十 分 重 要 目 前, 最 好 的 预 防 HPV 感 染 的 方 法, 仍 然 是 避 免 与 感 染 组 织 的 直 接 接 触 疣 可 自 发 消 失, 但 需 数 月 乃 至 数 年 的 时 间, 故 常 采 取 人 工 干 预 的 办 法, 尤 其 对 有 痛 感 的 和 大 块 的 损 伤 通 过 外 科 冷 冻 疗 法 电 烙 术 或 化 学 方 法 除 疣 是 有 效 的, 但 常 可 再 发 应 用 鬼 臼 树 脂 (podophylline) 或 水 杨 酸 伴 福 尔 马 林 或 戊 二 醛 外 用 也 可 奏 效 注 射 干 扰 素 同 样 是 临 床 应 用 的 有 效 方 法 对 喉 乳 头 状 瘤 必 须 采 取 外 科 手 术 疗 法 第 三 节 细 小 病 毒 细 小 病 毒 (Parvoviruses) 是 广 泛 分 布 的 鸟 类 和 哺 乳 类 动 物 病 毒, 已 知 有 50 多 个 型, 其 中 最 常 见 的 导 致 人 类 疾 病 者 为 细 小 病 毒 B 19 细 小 病 毒 归 类 于 细 小 病 毒 科 (Parvoviridae) 的 细 小 病 毒 亚 科 (Parvovirinae), 该 亚 科 包 括 三 个 属, 即 细 小 病 毒 属 ( 代 表 种 为 小 鼠 细 小 病 毒 ) 依 赖 性 病 毒 属 ( 以 腺 联 病 毒 2 型 为 代 表 ) 和 红 病 毒 属 (Erythrovirus), 细 小 病 毒 B 19 为 红 病 毒 属 的 代 表 种 细 小 病 毒 B 19 是 红 斑 传 染 病 (Erythema infectiosum, 也 称 第 五 疾 病 ) 的 病 原 体, 也 与 慢 性 贫 血 病 人 再 障 危 象 的 发 作 溶 血 性 贫 血 AIDS 关 节 炎 和 宫 内 感 染 相 关 一 生 物 学 特 性 细 小 病 毒 B 19 是 一 种 非 常 细 小 的 病 毒, 直 径 18~26 nm,20 面 体 结 构, 无 包 膜 病 毒 基 因 组 为 线 性 单 链 DNA, 长 为 5.5kb( 分 子 量 约 1.5~ ), 编 码 三 种 结 构 蛋 白 和 一 种 非 结 构 蛋 白 细 小 病 毒 B 19 的 受 体 分 子 是 一 种 位 于 红 细 胞 表 面 的 糖 脂 抗 原 病 毒 的 转 录 复 制 和 装 配 均 发 生 在 宿 主 细 胞 核 内 细 胞 代 谢 的 S 期 有 利 于 病 毒 的 复 制, 提 示 病 毒 培 养 需 要 有 丝 分 裂 活 化 的 宿 主 细 胞 二 致 病 性 与 免 疫 性 约 90% 以 上 的 成 人 可 检 测 到 细 小 病 毒 抗 体, 病 毒 感 染 多 发 于 40 岁 以 内,25% 360

361 的 感 染 者 可 无 临 床 症 状 50% 伴 有 皮 疹 传 染 性 红 斑 最 常 见 于 4~15 岁 的 儿 童, 有 冬 春 发 病 的 趋 势 传 播 途 径 可 能 是 呼 吸 道, 也 可 能 是 通 过 其 他 胃 肠 道 外 途 径 传 播 细 小 病 毒 B 19 鼻 腔 接 种 志 愿 者 提 示, 病 毒 首 先 在 上 呼 吸 道 复 制, 接 着 发 生 病 毒 血 症, 并 在 骨 髓 中 的 红 系 前 体 细 胞 内 复 制 病 毒 的 复 制 抑 制 了 红 细 胞 前 体 的 增 殖 宿 主 感 染 后 可 表 现 轻 微 的 非 特 异 性 的 症 状, 如 咽 喉 疼 痛 身 体 不 适 肌 痛 血 红 蛋 白 轻 度 降 低 等, 可 持 续 1 周 左 右, 此 后, 症 状 自 发 减 退 伴 有 慢 性 溶 血 性 贫 血 ( 如 镰 刀 形 红 细 胞 贫 血 ) 的 患 者, 可 出 现 危 及 生 命 的 网 织 红 细 胞 减 少, 与 再 生 障 碍 危 象 的 发 生 相 关 上 述 临 床 症 状 出 现 于 细 小 病 毒 B 19 感 染 健 康 儿 童 的 最 初 过 程, 系 溶 细 胞 病 毒 感 染 所 致 在 此 之 后, 呈 现 出 接 近 2~3 周 的 免 疫 期 免 疫 期 包 括 红 疹 和 关 节 疼 痛, 故 有 传 染 性 红 斑 之 称 此 症 状 伴 有 IgM 和 循 环 免 疫 复 合 物 的 出 现, 提 示 与 免 疫 介 导 有 关 在 感 染 过 程 中 产 生 抗 体 推 测 可 致 终 身 免 疫 传 染 性 红 斑 的 主 要 临 床 表 现 为 : 早 期 在 面 部 出 现 特 征 性 的 红 疹, 似 被 打 过 的 面 颊 红 疹 通 常 扩 散, 尤 其 是 扩 散 至 四 肢 暴 露 的 部 位, 虽 可 自 发 消 退, 但 常 常 复 发 成 人 患 者, 易 出 现 手 腕 膝 或 踝 关 节 等 关 节 炎, 而 红 疹 可 不 出 现 或 出 现 于 关 节 炎 之 前 此 外, 妊 娠 妇 女 感 染 此 病 毒 可 引 起 胎 儿 畸 形 ; 慢 性 症 状 还 有 神 经 病 变 慢 性 贫 血 和 脉 管 炎 等 三 微 生 物 学 检 查 法 细 小 病 毒 B 19 不 能 用 组 织 培 养 的 方 法 分 离 鉴 定, 但 可 应 用 酶 和 放 射 免 疫 分 析 核 酸 杂 交 免 疫 电 镜 等 方 法, 直 接 检 测 血 清 或 咽 喉 洗 漱 液 的 病 毒 ;PCR 是 检 测 该 病 毒 的 非 常 敏 感 的 方 法, 但 病 毒 感 染 之 后 的 母 体 仍 可 保 持 阳 性 数 月 ; 骨 髓 中 存 在 特 征 性 的 巨 大 的 原 始 红 细 胞, 可 以 证 实 系 细 小 病 毒 导 致 的 再 障 危 象 诊 断 传 染 性 红 斑 和 再 障 危 象 患 者 更 易 开 展 的 方 法 是 病 毒 特 异 性 IgM 的 检 测 在 病 毒 增 殖 排 出 后 数 日, 病 人 出 现 红 疹 及 关 节 疼 痛, 此 时 是 检 测 IgM 类 抗 体 的 最 佳 时 间 ; 但 对 AIDS 患 者 此 试 验 无 诊 断 意 义, 因 为 患 者 机 体 免 疫 障 碍, 不 能 针 对 病 毒 产 生 足 量 的 抗 体 四 防 治 原 则 控 制 呼 吸 道 感 染 可 减 少 细 小 病 毒 B 19 的 传 播 目 前 尚 无 特 异 性 的 抗 病 毒 疗 法, 但 慢 性 细 小 病 毒 B 19 诱 导 的 贫 血 可 施 用 免 疫 球 蛋 白 361

362 思 考 题 1. 简 述 狂 犬 病 毒 的 主 要 生 物 学 特 征 致 病 特 点 及 防 治 措 施 2. 简 述 人 乳 头 瘤 病 毒 的 致 病 性 3. 名 词 解 释 : 内 基 氏 小 体 ( 许 化 溪 ) 第 三 十 五 章 朊 粒 朊 粒 (prion), 是 一 类 特 殊 的 传 染 性 蛋 白 粒 子 (proteinaceus infection particle), 曾 称 之 为 朊 病 毒 朊 粒 的 主 要 成 分 是 蛋 白 酶 抗 性 蛋 白 (Proteinase resistant protein,prp), 不 含 核 酸, 可 引 起 传 染 性 海 绵 状 脑 病 (transmissible spongiform encephalopathies,tse) TSE 是 一 类 累 及 人 类 和 动 物 中 枢 神 经 系 统 的 退 行 性 脑 病, 其 潜 伏 期 长, 致 死 率 达 100% 常 见 的 动 物 TSE 有 疯 牛 病 羊 瘙 痒 病, 已 知 的 人 类 TSE 有 库 鲁 (Kuru) 病 和 克 - 雅 病 (Creutzfeldt-Jakob disease,cjd) 美 国 学 者 Prusiner 首 先 提 出 朊 粒 是 TSE 的 病 原 体, 并 对 PrP 的 生 物 学 特 性 及 其 与 TSE 的 关 系 进 行 了 大 量 的 研 究, 因 此 于 1997 年 获 诺 贝 尔 生 理 和 医 学 奖 朊 粒 的 生 物 学 分 类 仍 未 定 论, 因 其 无 细 胞 形 态 曾 被 命 名 为 朊 病 毒 ; 由 于 朊 粒 的 过 滤 性 和 增 殖 十 分 缓 慢, 也 有 慢 发 病 毒 之 称 ; 但 与 病 毒 的 概 念 不 符, 又 称 之 为 非 寻 常 病 毒 (unconventional virus) 目 前 应 用 的 prion 一 词 系 传 染 性 蛋 白 粒 子 (proteinaceous infectious particle) 的 字 头 组 合 一 生 物 学 特 性 朊 粒 无 病 毒 体 结 构, 可 滤 过 5nm 或 更 小 的 滤 膜, 对 甲 醛 乙 醇 蛋 白 酶 加 热 (80 ) 电 离 辐 射 和 紫 外 线 等 的 抵 抗 力 强, 而 对 酚 类 乙 醚 丙 酮 强 去 污 剂 和 漂 白 剂 等 敏 感 从 感 染 动 物 脑 组 织 提 纯 的 朊 粒, 是 具 有 抵 抗 蛋 白 酶 消 化 作 用 的 蛋 白 多 聚 体, 分 子 量 为 ~30 000, 故 又 称 PrP 27-30, 系 疏 水 性 糖 蛋 白 由 羊 瘙 痒 病 因 子 感 染 的 仓 鼠 脑 组 织 分 离 的 PrP 则 称 之 PrP SC (scrapie isoform of PrP) 正 常 人 和 动 物 神 经 细 胞 能 够 表 达 一 种 PrP 类 似 物, 被 称 作 PrP 前 体 或 朊 粒 前 体 分 子, 也 即 PrP C (cellular isoform of PrP) 或 PrP ( 因 其 分 子 量 为 ~35 000) PrP C 分 布 于 正 常 细 胞 表 面, 对 蛋 白 酶 敏 感, 其 功 能 尚 不 清 楚 PrP SC 和 PrP C 的 一 级 结 构 相 似, 但 由 三 级 结 构 所 决 定 的 构 象 相 异 ( 图 35-1) PrP SC 的 三 维 构 象 具 有 4 个 β- 折 叠 和 2 个 α- 螺 旋 结 构 ; 而 PrP C 几 乎 无 β- 折 叠, 具 有 4 个 α- 螺 362

363 旋结构 两者构象的主要区别为 PrPC 的 2 个α-螺旋与 PrPSC 结构中 4 个β-折叠 的转变 并推测原本无毒的 PrPC 可通过这种结构的转变而获得毒性和对蛋白酶 的抗性 正常情况下 PrPC 合成后即迅速降解 其变构为 PrPSC 的诱因不详 可 能系 PrPSC 与细胞表面 PrPC 结合而触发所致 人 PrPC 的基因位于第 20 号染色体的短臂 基因的全长为 759kb 包括 1 个 外显子和 1 个开放读框 ORF 无内含子 编码 253 个氨基酸 有研究表明 人 PrPC 基因的第 位的点突变 与遗传性克-雅病的发生相 关 二 致病性与免疫性 PrPSC 增殖机制还不清楚 据推测 PrPSC 与细胞表面 PrPC 的结合 可触发 后者变构形成更多的 PrPSC 大量 PrPSC 从细胞释放后在脑组织聚合 组成特殊 的淀粉样斑块 进一步发展为海绵状脑病 已知朊粒导致的人和动物疾病有 库 鲁病 震颤病 克-雅病及其变种 Variant CJD vcjd Cerstmann-Straussler 综合征 羊瘙痒病 scrapie of sheep and goat 疯牛病 mad cow disease 或称 牛海绵状脑病 bovine spongiform encephalopathy,bse 传染性雪貂白质脑病 transmissible mink encephalopathy 和大耳鹿慢性消耗病 chronic wasting disease of mule deer 等 这些疾病的共同特点为 潜伏期长 病变部位只发生在中枢神 经系统 而不累及其他器官 病理特征是神经原的退行性变 空泡变性 淀粉样 363

364 斑 块 形 成 星 状 细 胞 增 生 等, 形 成 海 绵 状 脑 病 或 白 质 脑 病 ; 病 变 处 无 炎 症 反 应 患 者 可 有 痴 呆 共 济 失 调 眼 球 震 颤 和 癫 痫 等 临 床 表 现, 不 产 生 朊 粒 特 异 性 的 免 疫 应 答 本 节 就 常 见 的 人 海 绵 状 脑 病 ( 克 - 雅 病 和 库 鲁 病 ) 简 介 如 下 ( 一 ) 克 - 雅 病 又 称 传 染 性 痴 呆 病 (transmissible dementia), 可 分 传 染 型 家 族 遗 传 型 和 散 发 型 其 中 传 染 型 可 为 医 源 性 传 播 所 致, 如 角 膜 移 植 硬 脑 膜 移 植 或 使 用 污 染 器 械 进 行 其 他 手 术 时, 于 术 后 约 15~20 个 月 发 病 施 用 人 脑 垂 体 制 备 的 生 长 因 子 也 有 传 播 此 病 的 可 能 家 族 遗 传 型 约 占 10%~15%, 其 遗 传 的 物 质 基 础 尚 不 清 楚 散 发 型 的 发 病 率 为 三 型 克 - 雅 病 之 首, 呈 世 界 性 分 布, 每 年 每 百 万 人 中 可 发 现 一 例 病 人, 尽 管 其 传 播 途 径 不 详, 但 发 现 有 食 羊 眼 习 惯 的 利 比 亚 犹 太 人 系 高 危 人 群, 提 示 食 入 污 染 的 动 物 组 织 可 能 是 疾 病 传 播 的 另 一 条 重 要 途 径, 疯 牛 病 系 朊 粒 感 染 牛 所 导 致 的 牛 海 绵 状 脑 病, 通 过 食 物 链 传 播 给 人 也 不 无 可 能 尚 无 直 接 接 触 或 飞 沫 传 播 的 证 据 克 - 雅 病 的 潜 伏 期 长, 可 达 几 十 年 最 初 临 床 症 状 表 现 在 精 神 和 感 觉 方 面, 继 而 出 现 共 济 失 调, 进 一 步 发 展 为 肌 肉 痉 挛 并 伴 有 痴 呆, 病 程 大 多 5~12 个 月, 长 者 4~5 年, 最 终 导 致 死 亡 发 病 年 龄 多 在 50 岁 以 上 该 病 可 通 过 朊 粒 感 染 的 脑 组 织 白 细 胞 或 某 些 器 官 的 培 养 物 传 播 给 灵 长 类 动 物 小 鼠 和 豚 鼠 已 经 发 现 脑 组 织 呈 高 水 平, 每 克 脑 组 织 的 感 染 量 可 达 10 7 值 得 注 意 的 是 1996 年 英 国 发 现 的 克 - 雅 病 新 变 种, 多 发 生 于 年 轻 人, 且 其 临 床 症 状 和 病 理 改 变 均 与 传 统 的 克 - 雅 病 有 所 不 同 该 病 涉 及 英 国 及 欧 洲 其 他 国 家 是 由 于 牛 食 用 了 朊 粒 污 染 的 肉 骨 粉 引 起 的 仅 1996 年, 在 英 国 和 法 国 出 现 了 20 多 例 新 型 变 异 型 克 - 雅 氏 病 (new variant CJD, vcjd) 研 究 显 示,vCJD 与 自 然 发 生 或 实 验 感 染 BSE 所 出 现 的 异 常 聚 集 蛋 白 具 有 相 同 的 糖 基 化 类 型, 接 种 小 鼠 后 出 现 相 同 的 神 经 病 理 损 伤 vcjd 的 特 异 性 传 播 途 径 尚 不 清 楚, 但 污 染 牛 神 经 组 织 或 牛 肉 制 品 的 可 能 性 最 大 ( 二 ) 库 鲁 病 库 鲁 病 是 认 识 最 早 的 因 朊 粒 感 染 引 起 的 传 染 性 海 绵 状 脑 病, 发 生 于 新 几 内 亚 东 部 高 原 的 土 著 部 落 库 鲁 病 的 原 文 Kuru 一 词 系 当 地 方 言, 意 寓 颤 抖 并 伴 有 发 热 19 世 纪 50 年 代 中 期, 该 病 引 起 了 西 方 国 家 的 重 视, 经 流 行 病 学 调 查 表 明, Kuru 病 多 见 于 成 年 妇 女 和 儿 童, 成 年 男 性 很 少 患 病, 潜 伏 期 长 短 不 一, 约 为 4~20 364

365 年, 发 病 后 病 程 一 般 不 超 过 1 年, 大 多 于 6~9 个 月 内 死 亡 因 病 人 小 脑 受 损 可 表 现 为 共 济 失 调 反 射 亢 进 和 震 颤 等, 进 而 导 致 进 行 性 吞 咽 困 难 衰 竭 感 染 而 死 亡 疾 病 的 晚 期 尚 可 出 现 精 神 症 状 ( 如 痴 呆 等 ) 病 理 改 变 发 生 于 中 枢 神 经 系 统, 伴 有 弥 漫 性 神 经 元 退 行 性 变 和 大 脑 皮 层 或 神 经 节 的 海 绵 样 变 该 病 不 表 现 炎 症 反 应 三 微 生 物 学 检 查 法 在 进 行 病 原 体 的 微 生 物 学 检 查 时, 可 采 取 患 者 脑 脊 液 和 病 变 脑 组 织 等, 通 过 染 色 镜 检 免 疫 组 化 和 免 疫 印 迹 等 方 法 检 测 PrP SC 在 处 理 病 变 材 料 时, 应 防 止 意 外 传 播 微 生 物 学 检 查 方 法 主 要 包 括 :1 电 子 显 微 镜 检 查 : 可 观 察 与 朊 粒 感 染 性 疾 病 相 关 的 病 理 特 征 2 神 经 病 理 学 检 查 : 可 见 海 绵 样 病 变 稀 疏 地 分 布 于 整 个 大 脑 皮 层, 神 经 元 消 失, 星 状 细 胞 增 生, 典 型 病 变 为 融 合 性 海 绵 状 空 泡, 周 围 有 大 量 淀 粉 样 斑 快, 用 HE 和 PAS 染 色 清 晰 可 见 3 免 疫 学 方 法 简 便 特 异, 用 于 朊 粒 感 染 特 异 性 标 记 PrP SC 的 检 测, 病 人 脑 组 织 经 蛋 白 酶 消 化 去 除 正 常 细 胞 的 PrP C 后, 通 过 斑 点 免 疫 (dot blot method) 或 蛋 白 免 疫 印 迹 检 测 PrP SC 取 病 变 神 经 组 织 细 胞 或 外 周 血 白 细 胞 ; 荧 光 抗 体 染 色 也 可 用 于 朊 粒 的 定 位 检 查 4PrP 基 因 检 测 : 测 定 第 20 号 染 色 体 短 臂 上 的 PrP 基 因 序 列, 可 诊 断 遗 传 型 朊 粒 感 染 性 疾 病 用 PCR 扩 增 PrP C 全 基 因, 经 位 点 特 异 性 的 寡 核 苷 酸 探 针 杂 交, 筛 选 出 突 变 基 因, 再 进 行 序 列 分 析, 找 出 PrP C 基 因 突 变 的 位 点 5 朊 粒 的 分 离 : 用 易 感 动 物 接 种 朊 粒 可 产 生 典 型 的 海 绵 状 脑 病, 具 有 诊 断 意 义, 但 耗 时 太 长 且 费 用 太 高 转 PrP C 基 因 小 鼠 对 人 朊 粒 敏 感, 松 鼠 猴 对 CJD 的 易 感 性 最 为 稳 定 在 上 述 众 多 方 法 中, 仍 以 病 理 检 查 为 诊 断 朊 粒 感 染 的 常 用 手 段 其 他 朊 粒 感 染 性 疾 病 的 诊 断 方 法 见 表 35-1 表 35-1 用 于 诊 断 朊 粒 感 染 性 疾 病 的 方 法 检 材 方 法 观 察 指 标 脑 组 织 光 学 显 微 镜 技 术 海 绵 样 空 泡 免 疫 组 化 技 术 组 织 印 迹 电 子 显 微 镜 技 术 Western blot 或 打 点 印 迹 动 物 接 种 朊 粒 朊 粒 杆 状 朊 粒 病 变 部 位 朊 粒 疾 病 的 传 染 性 365

366 血 液 PrP 基 因 是 否 有 突 变 S100 含 量 是 否 升 高 脑 脊 液 蛋 白 含 量 是 否 升 高 泛 素 含 量 是 否 升 高 四 防 治 原 则 目 前, 对 朊 粒 感 染 性 疾 病 尚 无 有 效 的 治 疗 方 法 医 院 感 染 仅 仅 与 直 接 接 触 脑 组 织 相 关, 要 杜 绝 用 于 透 析 性 痴 呆 患 者 诊 断 的 定 位 神 经 外 科 设 备 的 交 叉 使 用, 以 免 造 成 此 类 疾 病 的 传 播 在 作 器 官 移 植 时, 不 应 选 择 尚 未 确 诊 的 神 经 系 统 疾 病 患 者 作 为 供 体 重 组 人 生 长 因 子 已 经 上 市, 需 要 时 可 用 于 取 代 人 脑 垂 体 制 备 的 生 长 因 子, 减 少 医 源 性 传 播 遇 有 潜 在 传 染 性 的 材 料, 可 用 5% 次 氯 酸 钠 溶 液 处 理 1 小 时, 或 小 时 高 压 灭 菌 思 考 题 1. 名 词 解 释 : 朊 粒 2. 简 述 朊 粒 所 致 疾 病 的 共 同 特 征 ( 许 化 溪 ) 366